JP3983563B2 - ロータリーキルン冷却帯にクリンカーコーチング層を形成する方法およびセメントクリンカー焼成装置 - Google Patents
ロータリーキルン冷却帯にクリンカーコーチング層を形成する方法およびセメントクリンカー焼成装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP3983563B2 JP3983563B2 JP2002038319A JP2002038319A JP3983563B2 JP 3983563 B2 JP3983563 B2 JP 3983563B2 JP 2002038319 A JP2002038319 A JP 2002038319A JP 2002038319 A JP2002038319 A JP 2002038319A JP 3983563 B2 JP3983563 B2 JP 3983563B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- rotary kiln
- burner
- clinker
- cooling zone
- sub
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P40/00—Technologies relating to the processing of minerals
- Y02P40/10—Production of cement, e.g. improving or optimising the production methods; Cement grinding
- Y02P40/121—Energy efficiency measures, e.g. improving or optimising the production methods
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P40/00—Technologies relating to the processing of minerals
- Y02P40/10—Production of cement, e.g. improving or optimising the production methods; Cement grinding
- Y02P40/125—Fuels from renewable energy sources, e.g. waste or biomass
Landscapes
- Gasification And Melting Of Waste (AREA)
- Incineration Of Waste (AREA)
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
- Muffle Furnaces And Rotary Kilns (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ロータリーキルンの冷却帯にクリンカーコーチング層を形成する方法およびセメントクリンカー焼成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、セメントクリンカー焼成装置は、ロータリーキルン内にその上流側から投入されたセメント原料を、ロータリーキルンの回転によって下流側に移動する途中でセメントクリンカーに焼成し、このセメントクリンカーを、ロータリーキルンの下流側の端部を囲む窯前部からクリンカークーラー側に移動させて冷却するようになっている。
【０００３】
上記ロータリーキルンは、鋼鉄製の円筒の内面に耐火煉瓦を敷き詰めた構造、または不定形耐火物を同様に施した構造になっている。また、上記窯前部の端壁には、火焔をロータリーキルン内のほぼ回転中心部に向けて上流側に噴出するための主バーナーが設けられている。
【０００４】
上記のように構成されたセメントクリンカー焼成装置においては、ロータリーキルンの下流側の端から所定量上流側に入った焼成帯の位置で最も高温（約１４５０℃）になり、上記焼成帯から下流側の端までの冷却帯において徐々に冷却されたセメントクリンカーが窯前部からクリンカークーラーへと排出されることになる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記セメントクリンカー焼成装置においては、冷却帯の耐火煉瓦の損耗量が焼成帯の耐火煉瓦の損耗量に比して大きいという問題があった。このため、本発明者等は、冷却帯における損耗量の低減を図るべく鋭意研究を重ねた結果、焼成帯では温度が高くなることからセメントクリンカーの溶融物からなるクリンカーコーチング層が耐火煉瓦の表面に厚く形成されるのに対して、冷却帯では温度が低いことからクリンカーコーチング層が薄くなってしまうことに原因があることを見出し、本発明に至ったものである。
【０００６】
この発明は、上記事情に基づいてなされたものであり、ロータリーキルンにおける冷却帯の耐火煉瓦または不定形耐火物の損耗量を低減し、冷却帯の耐久性の向上を図ることのできるセメントクリンカー焼成装置を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載のロータリーキルン冷却帯にクリンカーコーチング層を形成する方法は、ロータリーキルン内を加熱する主バーナとは別に、上記ロータリーキルンの回転中心からの鉛直線と、この鉛直線に対して上記回転中心回りに上記ロータリーキルンの回転方向に１３５度傾く直線とで挟まれた１３５度の範囲に配置した副バーナーによって、上記ロータリーキルンの下流側の端から上流側に向かって該ロータリーキルンの内径の０〜１．０倍または０〜５ｍの範囲を加熱することにより、上記範囲にクリンカーコーチング層を形成することを特徴としている。
【０００８】
請求項２に記載のロータリーキルン冷却帯にクリンカーコーチング層を形成する方法は、請求項１に記載の発明において、上記副バーナーから発する熱量は、この副バーナーおよび上記主バーナーから発する全熱量の３〜１５％であることを特徴としている。
【００１０】
請求項３に記載のロータリーキルン冷却帯にクリンカーコーチング層を形成する方法は、請求項１ないし３の何れかに記載の発明において、上記副バーナーで使用する燃料は、主バーナーで使用する燃料と同一の燃料、または固体もしくは液体の可燃性廃棄物であることを特徴としている。
【００１１】
請求項４に記載のセメントクリンカー焼成装置は、ロータリーキルンと、このロータリーキルンの下流側の端部を囲むように設けられた窯前部と、この窯前部の端壁に設けられ、上記ロータリーキルンの回転中心部に向けて上流側に火焔を噴出する主バーナーとを備えたセメントクリンカー焼成装置において、上記端壁には、主バーナーの周囲に副バーナーを設けてなり、上記副バーナーは、上記ロータリーキルンの下流側の端から上流側に向かって該ロータリーキルンの内径の０〜１．０倍または０〜５ｍの範囲を加熱するように構成されていることを特徴としている。
【００１２】
請求項５に記載のセメントクリンカー焼成装置は、請求項４に記載の発明において、上記副バーナーから発する熱量は、この副バーナーおよび上記主バーナーから発する全熱量の３〜１５％であることを特徴としている。
【００１４】
請求項６に記載のセメントクリンカー焼成装置は、請求項４または５に記載の発明において、副バーナーで使用する燃料は、主バーナーで使用する燃料と同一の燃料、または固体もしくは液体の可燃性廃棄物であることを特徴としている。
【００１５】
請求項１〜６に記載の発明においては、ロータリーキルンの下流側の端から上流側に向かって該ロータリーキルンの内径の０〜１．０倍または０〜５ｍの範囲を副バーナーによって加熱するようになっているので、上記範囲であって、主バーナーによって加熱される焼成帯より下流側の冷却帯の温度を高めることができる。これにより、上記冷却帯におけるセメントクリンカーの溶融物が増加し、その溶融物が冷却帯内面の耐火煉瓦に付着または浸透してクリンカーコーチング層を厚く形成することができる。したがって、冷却帯の内面における例えば耐火煉瓦や不定形耐火物の損耗量を低減することができるので、冷却帯の耐久性の向上を図ることができる。
【００１６】
請求項２または５に記載の発明においては、全熱量の３〜１５％の熱量を上記冷却帯の加熱に充てることにより、クリンカーコーチング層を厚くかつ安定的に形成することができ、冷却帯の耐火煉瓦等の損耗量を充分低減することができる。したがって、冷却帯の耐久性を確実に向上させることができる。
【００１７】
請求項１〜６のいずれかに記載の発明においては、副バーナーがロータリーキルンの回転中心からの鉛直線と、この鉛直線に対して回転中心回りにロータリーキルンの回転方向に１３５度傾く直線とで挟まれた１３５度の範囲に配置されているので、副バーナーは冷却帯の内面を直接加熱することがない。
すなわち、鉛直線から回転方向に１３５℃傾く直線までの範囲には、ロータリーキルンの回転によってセメントクリンカーが斜めに堆積した状態になるので、副バーナーはセメントクリンカーを介して冷却帯の内面を加熱することになる。したがって、副バーナーによる加熱によって、冷却帯の内面に敷きつめられた耐火煉瓦が溶損するような不具合を防止することができる。
【００１８】
請求項３または６に記載の発明においては、副バーナーによって、可燃性廃棄物も燃料として使用することができる。したがって、可燃性廃棄物の処理も行うことができるという利点がある。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明のロータリーキルンの概略構成図、図２は図１のII−II線に沿う断面図である。
【００２０】
図１において、１はロータリーキルンであり、このロータリーキルン１は、その上流側の端部が窯尻部ｅに配置された図示しない支持手段によって回転自在に支持されているとともに、その下流側の端部が窯前部１Ａ側に配置された図示しない支持手段によって回転自在に支持されている。
【００２１】
窯尻部ｅは、セメント原料を予熱するプレヒータ３の下端部に相当するものになっており、その予熱したセメント原料をロータリーキルン１内に供給するようになっている。ロータリーキルン１内に供給されたセメント原料は、ロータリーキルン１の回転に伴って、矢印Ｙで示す方向、すなわち下流側に移動し、この際、高温で焼成されてセメントクリンカーになる。
【００２２】
窯前部１Ａは、ロータリーキルン１で焼成されたセメントクリンカーを受け入れて、そのセメントクリンカーをクリンカークーラー２へと案内するようになっている。クリンカークーラー２は、窯前部１Ａの下方位置に設けられたものであり、その窯前部１Ａから供給されたセメントクリンカーを冷却空気Ｋで急激に冷却しながらさらに下流側に送るようになっている。また、冷却空気Ｋは、セメントクリンカーから熱を奪って高温になると共に、窯前部１Ａを通り後述する主バーナ１０の燃焼用二次空気として使用され、高温の燃焼ガスがロータリーキルン１、窯尻部ｅを通ってプレヒータ３に流れることになる。
【００２３】
ロータリーキルン１内は、セメント原料が加熱される状況に応じて、上流側から仮焼帯、遷移帯、焼成帯、冷却帯と分けることができる。そして、特に、焼成帯においては、セメント原料が約１４５０℃の高温となり、その下でセメントクリンカーに焼成されることになる。
【００２４】
また、ロータリーキルン１は、図３に示すような構造になっている。すなわち、鋼鉄製の円筒シェル１ａと、この円筒シェル１ａの内面に沿って敷き詰められた複数の耐火煉瓦１ｂとを備え、円筒シェル１ａによって形成される内面の径、すなわち内径ｄが３〜７ｍ、全長が６０〜１２０ｍの大きさのもので構成されている。そして、ロータリーキルン１は、上流側から下流側に３／１００程度の勾配で下方に傾斜し、一分間で１〜３回程度の速さで回転するようになっている。
【００２５】
窯前部１Ａは、ロータリーキルン１の下流側の端部を囲むハウジングを備えたもので構成されている。そして、そのハウジングにおけるロータリーキルン１の下流側端に対向する端壁１Ａａには、主バーナー１０が設けられているとともに、この主バーナー１０の周囲の位置に副バーナー１１が設けられている。
【００２６】
主バーナー１０は、主燃料である微粉炭や石油コークス粉を一次空気と共にロータリーキルン１のほぼ回転中心Ｃ部に向けて上流側に吹き込むことにより、そのほぼ回転中心Ｃに沿うように主火焔Ｆ１を噴出するようになっている。すなわち、主バーナー１０は、図２に示すように、端壁１Ａａにおけるロータリーキルン１の回転中心Ｃとほぼ同軸となる位置に配置されている。
【００２７】
副バーナー１１は、図１に示すように、ロータリーキルン１の下流側の端から上流側に向かってロータリーキルン１の内径ｄの０〜１．０倍または０〜５ｍの範囲、すなわち冷却帯の軸方向の全範囲を加熱するように構成されている。すなわち、副バーナー１１は、ロータリーキルン１の下流端から上流側に１．０ｄまたは５ｍまでの範囲を加熱するために必要な位置に設置されている。なお、副バーナー１１は、ロータリーキルン１の下流端から上流側に０ｄ〜１．０ｄまたは０〜５ｍまでの範囲を加熱する位置に配置してもよい。
【００２８】
そして、副バーナー１１から発する熱量は、主バーナー１０および副バーナー１１から発する全熱量の３〜１５％、好ましくは５〜１０％に設定されている。
【００２９】
また、副バーナー１１は、図２に示すように、主バーナー１０の周囲の何れの位置に１以上設置してもよい。すなわち、副バーナー１１は、回転中心Ｃの周りに８等分したＡ〜Ｈの何れの範囲に設けてもよい。
【００３０】
ただし、耐火煉瓦１ｂを直接加熱することを避け、かつ冷却帯におけるセメントクリンカーの温度を効率良く上げるため、副バーナー１１は、回転中心Ｃからの鉛直線Ｌ１と、この鉛直線Ｌ１に対して回転中心Ｃ回りにロータリーキルン１の回転方向に１３５度傾く直線Ｌ２とで挟まれた１３５度の範囲、すなわちＥ、Ｆ、Ｇの各範囲に設置することが好ましい。
【００３１】
そしてさらに、落下した燃料により、耐火煉瓦１ｂが直接加熱されるのを避け、かつその落下した燃料がクリンカーの焼成または加熱に寄与するように、副バーナー１１は、鉛直線Ｌ１に対して回転方向に４５度傾く直線Ｌ３と直線Ｌ２とで挟まれた範囲、すなわちＦ、Ｇの各範囲に設置することがより好ましい。
【００３２】
また、副バーナー１１は、端壁１Ａａから例えば０〜２０００ｍｍの範囲でロータリーキルン１側に突出し、その先端とロータリーキルン１の下流端との間に所定の間隔があくように設けられている。すなわち、副バーナー１１は、燃料自体の吹出速度と副バーナー１１の一次空気、および冷却空気Ｋつまり主バーナー１０の二次空気の上昇気流で、ロータリーキルン１内に火炎を形成し、同ロータリーキルン１内の上述した冷却帯を加熱するようになっている。したがって、副バーナー１１は、端壁１Ａａにおけるロータリーキルン１の内面に対応する円の内側に配置してもよいし、二次空気の上昇気流を考慮して同円の外側に配置してもよい。なお、副バーナー１１から吐出される燃料は、高温の二次空気によって、効率の良い燃焼が可能になる。
【００３３】
また、副バーナー１１は、図４に示すような構造になっている。この図は、副バーナー１１を先端側から見た図である。すなわち、副バーナー１１は、同軸状に配置された外管１１ａ、中管１１ｂおよび内管１１ｃを備えたもので構成されている。外管１１ａと中管１１ｂとの間は、燃焼のための一次空気を直線状に吐出する直進流路１１ｄになっている。この直進流路１１ｄは、一次空気によって副バーナー１１を冷却するための流路ともなっている。
【００３４】
中管１１ｂと内管１１ｃとの間は、燃焼のための一次空気を軸心周りに旋回させながら吐出する旋回流発生流路１１ｅになっている。図４において１１ｆは、直進方向の流れを上述した旋回流に変換するための旋回流発生羽根であり、この旋回流発生羽根１１ｆは、旋回流発生流路１１ｅの先端部に、周方向に一定の間隔をおいて複数設けられている。
上記旋回流発生羽根１１ｆによって旋回流を発生させることにより、後述する可燃性廃棄物のなかでも難燃性で着火速度の遅いものについても、空気との混合、拡散性を高めて燃焼性の向上を図ることが可能である。なお、旋回流発生流路１１ｅも、副バーナー１１の冷却のための流路を兼ねている。
【００３５】
内管１１ｃの内側は、一次空気ととともに、燃料を吐出するための燃料吐出流路１１ｇになっている。この燃料吐出流路１１ｇから吐出する燃料は、主バーナー１０から吐出する燃料と同一の燃料、例えば微粉炭であってもよいし、また固体もしくは液体の可燃性廃棄物であってもよい。なお、副バーナー１１の構造としては、旋回流発生流路１１ｅと、燃料吐出流路１１ｇとが入れ替わった構造のものでもよい。
【００３６】
固体の可燃性廃棄物としては、例えば廃プラスチック（粒径２５ｍｍ以下の物）や、廃タイヤの切断または粉砕物（粒径３０ｍｍ以下の物）等の比較的大きなものを含んだものも使用可能である。これらの可燃性廃棄物は、副バーナー１１の先端から適切な速度（１５〜１００ｍ／ｓ）の輸送空気および一次空気で吐出されることで、適切な火焔を形成することができる。この場合、副バーナー１１としては、外管１１ａ、中管１１ｂ、直進流路１１ｄ、旋回流発生流路１１ｅ、旋回流発生羽根１１ｆの無い単なるパイプ状のものであってもよい。また、液体の可燃性廃棄物としては、廃油等の使用が可能である。
【００３７】
なお、比較的大きな可燃性廃棄物は、冷却帯におけるセメントクリンカー上に落下することになる。ただし、可燃性廃棄物は、ロータリーキルン１の回転によって上方に掻き上げられては崩れ落ちる高温のセメントクリンカーから極めて効率良く熱を受けるととも、大量に供給される高温の二次空気の下で効率良く燃焼することになる。従って、可燃性廃棄物がセメントクリンカー上に落下しても、セメントクリンカーの品質に影響を及ぼすことはない。
【００３８】
そして、実際上においても、副バーナー１１を用いて可燃物が落下する雰囲気下で製造したセメントクリンカーおよび可燃物の落下がない雰囲気下で製造したセメントクリンカーと、副バーナー１１を用いない通常のセメントクリンカーとの比較で、品質上の差が認められなかった。また、上記各セメントクリンカーに二水石膏を内割りで３重量％加えて粉砕することにより製造したポルトランドセメントの品質試験の結果も、可燃性廃棄物の落下の有無による差が認められなかった。
【００３９】
上記のように構成されたセメントクリンカー焼成装置においては、ロータリーキルン１の下流側の端から上流側に向かって０ｄ〜１．０ｄまたは０〜５ｍの範囲、すなわち冷却帯の軸方向の全範囲を副バーナー１１によって加熱するようになっているので、その冷却帯の全体の温度を高めることができる。これにより、冷却帯におけるセメントクリンカーの溶融物が増加するので、冷却帯の内面にクリンカーコーチング層を厚く形成することができる。したがって、冷却帯の内面を形成する耐火煉瓦１ｂの損耗量を低減することができる。すなわち、冷却帯の耐久性の向上を図ることができる。
【００４０】
また、主バーナー１０の全熱量の３〜１５％の熱量を副バーナー１１を用いて冷却帯の加熱に充てることにより、クリンカーコーチング層を、冷却帯における耐火煉瓦１ｂの損耗量を充分低減することが可能な厚さに形成することができる。したがって、冷却帯の耐久性を確実に向上させることができる。
【００４１】
さらに、副バーナー１１がロータリーキルン１の回転中心からの鉛直線Ｌ１と、この鉛直線Ｌ１に対してロータリーキルン１の回転方向に１３５度傾く直線とで挟まれた１３５度の範囲に配置されているので、副バーナー１１はセメントクリンカーを介して冷却帯の内面を加熱することになる。したがって、副バーナー１１の加熱によって、冷却帯における耐火煉瓦１ｂが溶損するというような不具合を防止することができる。
【００４２】
しかも、副バーナー１１によって、可燃性廃棄物も燃料として使用することができる。したがって、可燃性廃棄物の処理も行うことができるという利点がある。
【００４３】
次に、この発明の実施例を、表１〜表４を参照して説明する。
表１および表２は、セメントクリンカー焼成装置を稼働させて、耐火煉瓦１ｂの損耗量を測定した際の実験上のデータを記載したものである。したがって、表２の「燃料合計」は、表１の「主バーナー燃料」と「副バーナー燃料」との合計である。
表３は、上記耐火煉瓦１ｂの損耗量を得るための実験で生じたセメントクリンカー（クリンカー）およびセメントの品質を示したものである。セメントは、表１、２の実験で得たセメントクリンカーに二水石膏を内割りで３重量％加えて粉砕することにより製造したポルトランドセメントである。
【００４４】
（実験の条件）
表１および表２の実験は、次の条件で行った。
１．ロータリーキルン
内径ｄ＝４．８ｍ
全長 ＝約８０ｍ
２．副バーナーの設置位置
図２のＦの位置
３．比較例と実施例
比較例１〜４については、副バーナーを用いずに、主バーナー１０のみを用いて実験を行った。
実施例１〜７については、主バーナー１０および副バーナーの両者を用いて実験を行った。
また、実施例５〜７では、パイプ状の副バーナーを用い燃料として可燃物Ａ、可燃物Ｂを使用して行った。
なお、表１においてＯＣは石油コークス、可燃物Ａは可燃性廃棄物としての廃プラスチック（粒径２５ｍｍ以下の物）、可燃物Ｂは可燃性廃棄物としての廃タイヤチップ（粒径３０ｍｍ以下の物）を意味している。
４．その他の条件は表１および表２に示す通りである。
【００４５】
（実験結果）
表１、２において、主バーナー燃料の熱量小計、副バーナー燃料の熱量小計および燃料合計の熱量合計は、セメントクリンカーを１トン製造するためのキルン内での焼成熱量Mｃａｌ（メガカロリー）を示している。
そして、副バーナーの熱量比率は、
（副バーナー燃料の熱量小計）／（燃料合計の熱量合計）
の式で計算したものを％で示したものである。
【００４６】
また、表２におけるクリンカーコーチング付着状況は、クリンカーコーチング層の厚さが１５０ｍｍ以上で○、５０〜１５０ｍｍで△、５０ｍｍ以下で×と評価した。
さらに、耐火煉瓦の耐用時間（ｈｒ）は、高さ（ロータリーキルンの半径方向）が２００ｍｍの耐火煉瓦の残高（残寸）が１００ｍｍとなる時間である。高さ２００ｍｍの耐火煉瓦は、残高がおよそ１００ｍｍで交換されることになるからである。
【００４７】
表３におけるｆ．ＣａＯ（フリーライム）は、セメント協会標準試験方法（Ｉ−０１）に基づいて測定したものである。粉末度、凝結およびモルタル圧縮強さは、ＪＩＳ Ｒ ５２０１「ポルトランドセメントの物理試験方法」に基づいて測定したものである。
【００４８】
（考察）
表１および表２から、副バーナーを用いて冷却帯を加熱した実施例１〜７では、比較例１〜４に比べて、クリンカーコーチング層が冷却帯に厚く形成されることがわかり、これによって耐火煉瓦の損耗量が減少することが確認できた。
また同時に、熱量比率が７．５〜９．５％の範囲において、損耗量が比較例１〜４に比べて格段に減少することが確認できる。したがって、上記熱量比率が３〜１５％であっても、比較例に比べて充分に損耗量を低減することができる。
【００４９】
ただし、熱量比率が３％未満になると、冷却帯の加熱のために振り分けられる熱量が少なくなって、該冷却帯の温度を比較例に比べて充分に高めることができなくなるおそれがある。また、熱量比率が１５％を超えると、今度は冷却帯の温度の上昇過多によって、耐火煉瓦１ｂ自体が溶出するおそれがある。
【００５０】
そして、冷却帯の温度を比較例に比べて充分高め、かつ耐火煉瓦１ｂの溶出を確実に抑える上で、上記熱量比率を５〜１０％の範囲となるように設定することがより好ましい。
【００５１】
また、表２に示すように、ロータリーキルンでの燃料合計における熱量合計、すなわち焼成のための全熱量は、比較例、実施例において、ほぼ一定となっており、副バーナーを用いても、省エネに反することにはならないことが確認できた。
【００５２】
さらに、表３に示すように、セメントクリンカーに含まれるｆ．ＣａＯは、比較例と実施例でほとんど変化がなく、またモルタル圧縮強さも、比較例と実施例でほとんど変化がない。さらに、クリンカークーラーの出口部におけるセメントクリンカーの温度も、比較例と実施例とで差が見られなかった。すなわち、副バーナーを用いることによって、冷却帯にクリンカーコーチングを付着させる運転方法を採用しても、セメントクリンカーやセメントに品質上の問題が発生することがなかった。
【００５３】
【表１】
【００５４】
【表２】
【００５５】
【表３】
【００５６】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１〜６に記載の発明によれば、ロータリーキルンの下流側の端から上流側に向かって該ロータリーキルンの内径の０〜１．０倍または０〜５ｍの範囲を副バーナーによって加熱するようになっているので、ロータリーキルンの冷却帯の温度を高めることができる。したがって、保護層としてのクリンカーコーチング層が冷却帯に厚く形成されることになるので、該冷却帯における例えば耐火煉瓦や不定形耐火物の摩耗を低減し耐久性の向上を図ることができる。
【００５７】
請求項２または５に記載の発明によれば、全熱量の３〜１５％の熱量を冷却帯の加熱に充てることにより、クリンカーコーチング層を充分に厚く形成することができる。したがって、冷却帯の耐久性の向上を確実に果たすことができる。
【００５８】
請求項１〜６のいずれかに記載の発明によれば、副バーナーがロータリーキルンの回転中心からの鉛直線と、この鉛直線に対してロータリーキルンの回転方向に１３５度傾く直線とで挟まれた１３５度の範囲に配置されているので、該副バーナーはセメントクリンカーを介して冷却帯の内面を加熱することになる。したがって、副バーナーの加熱によって冷却帯の内面の耐火煉瓦が溶損する不具合を防止しつつ、該冷却帯の耐火煉瓦の摩耗低減による耐久性の向上を図ることができる。
【００５９】
請求項３または６に記載の発明によれば、副バーナーによって、可燃性廃棄物も燃料として使用することができるので、可燃性廃棄物の処理も行うことができるという利点がある。
【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セメントクリンカー焼成装置の概略構成図である。
【図２】同セメントクリンカー焼成装置であって、図１のII−II線に沿う断面図である。
【図３】同セメントクリンカー焼成装置におけるロータリーキルンの要部断面図である。
【図４】同セメントクリンカー焼成装置における副バーナーを先端から見た図である。
【符号の説明】
１ ロータリーキルン
１Ａ 窯前部
１Ａａ 端壁
２ クリンカークーラー
３ プレヒータ
１０ 主バーナー
１１ 副バーナー
Ｃ 回転中心
ｅ 窯尻部
Ｌ１ 鉛直線
Ｌ２、Ｌ３ 直線
Ｋ クリンカー冷却空気
【発明の属する技術分野】
本発明は、ロータリーキルンの冷却帯にクリンカーコーチング層を形成する方法およびセメントクリンカー焼成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、セメントクリンカー焼成装置は、ロータリーキルン内にその上流側から投入されたセメント原料を、ロータリーキルンの回転によって下流側に移動する途中でセメントクリンカーに焼成し、このセメントクリンカーを、ロータリーキルンの下流側の端部を囲む窯前部からクリンカークーラー側に移動させて冷却するようになっている。
【０００３】
上記ロータリーキルンは、鋼鉄製の円筒の内面に耐火煉瓦を敷き詰めた構造、または不定形耐火物を同様に施した構造になっている。また、上記窯前部の端壁には、火焔をロータリーキルン内のほぼ回転中心部に向けて上流側に噴出するための主バーナーが設けられている。
【０００４】
上記のように構成されたセメントクリンカー焼成装置においては、ロータリーキルンの下流側の端から所定量上流側に入った焼成帯の位置で最も高温（約１４５０℃）になり、上記焼成帯から下流側の端までの冷却帯において徐々に冷却されたセメントクリンカーが窯前部からクリンカークーラーへと排出されることになる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記セメントクリンカー焼成装置においては、冷却帯の耐火煉瓦の損耗量が焼成帯の耐火煉瓦の損耗量に比して大きいという問題があった。このため、本発明者等は、冷却帯における損耗量の低減を図るべく鋭意研究を重ねた結果、焼成帯では温度が高くなることからセメントクリンカーの溶融物からなるクリンカーコーチング層が耐火煉瓦の表面に厚く形成されるのに対して、冷却帯では温度が低いことからクリンカーコーチング層が薄くなってしまうことに原因があることを見出し、本発明に至ったものである。
【０００６】
この発明は、上記事情に基づいてなされたものであり、ロータリーキルンにおける冷却帯の耐火煉瓦または不定形耐火物の損耗量を低減し、冷却帯の耐久性の向上を図ることのできるセメントクリンカー焼成装置を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載のロータリーキルン冷却帯にクリンカーコーチング層を形成する方法は、ロータリーキルン内を加熱する主バーナとは別に、上記ロータリーキルンの回転中心からの鉛直線と、この鉛直線に対して上記回転中心回りに上記ロータリーキルンの回転方向に１３５度傾く直線とで挟まれた１３５度の範囲に配置した副バーナーによって、上記ロータリーキルンの下流側の端から上流側に向かって該ロータリーキルンの内径の０〜１．０倍または０〜５ｍの範囲を加熱することにより、上記範囲にクリンカーコーチング層を形成することを特徴としている。
【０００８】
請求項２に記載のロータリーキルン冷却帯にクリンカーコーチング層を形成する方法は、請求項１に記載の発明において、上記副バーナーから発する熱量は、この副バーナーおよび上記主バーナーから発する全熱量の３〜１５％であることを特徴としている。
【００１０】
請求項３に記載のロータリーキルン冷却帯にクリンカーコーチング層を形成する方法は、請求項１ないし３の何れかに記載の発明において、上記副バーナーで使用する燃料は、主バーナーで使用する燃料と同一の燃料、または固体もしくは液体の可燃性廃棄物であることを特徴としている。
【００１１】
請求項４に記載のセメントクリンカー焼成装置は、ロータリーキルンと、このロータリーキルンの下流側の端部を囲むように設けられた窯前部と、この窯前部の端壁に設けられ、上記ロータリーキルンの回転中心部に向けて上流側に火焔を噴出する主バーナーとを備えたセメントクリンカー焼成装置において、上記端壁には、主バーナーの周囲に副バーナーを設けてなり、上記副バーナーは、上記ロータリーキルンの下流側の端から上流側に向かって該ロータリーキルンの内径の０〜１．０倍または０〜５ｍの範囲を加熱するように構成されていることを特徴としている。
【００１２】
請求項５に記載のセメントクリンカー焼成装置は、請求項４に記載の発明において、上記副バーナーから発する熱量は、この副バーナーおよび上記主バーナーから発する全熱量の３〜１５％であることを特徴としている。
【００１４】
請求項６に記載のセメントクリンカー焼成装置は、請求項４または５に記載の発明において、副バーナーで使用する燃料は、主バーナーで使用する燃料と同一の燃料、または固体もしくは液体の可燃性廃棄物であることを特徴としている。
【００１５】
請求項１〜６に記載の発明においては、ロータリーキルンの下流側の端から上流側に向かって該ロータリーキルンの内径の０〜１．０倍または０〜５ｍの範囲を副バーナーによって加熱するようになっているので、上記範囲であって、主バーナーによって加熱される焼成帯より下流側の冷却帯の温度を高めることができる。これにより、上記冷却帯におけるセメントクリンカーの溶融物が増加し、その溶融物が冷却帯内面の耐火煉瓦に付着または浸透してクリンカーコーチング層を厚く形成することができる。したがって、冷却帯の内面における例えば耐火煉瓦や不定形耐火物の損耗量を低減することができるので、冷却帯の耐久性の向上を図ることができる。
【００１６】
請求項２または５に記載の発明においては、全熱量の３〜１５％の熱量を上記冷却帯の加熱に充てることにより、クリンカーコーチング層を厚くかつ安定的に形成することができ、冷却帯の耐火煉瓦等の損耗量を充分低減することができる。したがって、冷却帯の耐久性を確実に向上させることができる。
【００１７】
請求項１〜６のいずれかに記載の発明においては、副バーナーがロータリーキルンの回転中心からの鉛直線と、この鉛直線に対して回転中心回りにロータリーキルンの回転方向に１３５度傾く直線とで挟まれた１３５度の範囲に配置されているので、副バーナーは冷却帯の内面を直接加熱することがない。
すなわち、鉛直線から回転方向に１３５℃傾く直線までの範囲には、ロータリーキルンの回転によってセメントクリンカーが斜めに堆積した状態になるので、副バーナーはセメントクリンカーを介して冷却帯の内面を加熱することになる。したがって、副バーナーによる加熱によって、冷却帯の内面に敷きつめられた耐火煉瓦が溶損するような不具合を防止することができる。
【００１８】
請求項３または６に記載の発明においては、副バーナーによって、可燃性廃棄物も燃料として使用することができる。したがって、可燃性廃棄物の処理も行うことができるという利点がある。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明のロータリーキルンの概略構成図、図２は図１のII−II線に沿う断面図である。
【００２０】
図１において、１はロータリーキルンであり、このロータリーキルン１は、その上流側の端部が窯尻部ｅに配置された図示しない支持手段によって回転自在に支持されているとともに、その下流側の端部が窯前部１Ａ側に配置された図示しない支持手段によって回転自在に支持されている。
【００２１】
窯尻部ｅは、セメント原料を予熱するプレヒータ３の下端部に相当するものになっており、その予熱したセメント原料をロータリーキルン１内に供給するようになっている。ロータリーキルン１内に供給されたセメント原料は、ロータリーキルン１の回転に伴って、矢印Ｙで示す方向、すなわち下流側に移動し、この際、高温で焼成されてセメントクリンカーになる。
【００２２】
窯前部１Ａは、ロータリーキルン１で焼成されたセメントクリンカーを受け入れて、そのセメントクリンカーをクリンカークーラー２へと案内するようになっている。クリンカークーラー２は、窯前部１Ａの下方位置に設けられたものであり、その窯前部１Ａから供給されたセメントクリンカーを冷却空気Ｋで急激に冷却しながらさらに下流側に送るようになっている。また、冷却空気Ｋは、セメントクリンカーから熱を奪って高温になると共に、窯前部１Ａを通り後述する主バーナ１０の燃焼用二次空気として使用され、高温の燃焼ガスがロータリーキルン１、窯尻部ｅを通ってプレヒータ３に流れることになる。
【００２３】
ロータリーキルン１内は、セメント原料が加熱される状況に応じて、上流側から仮焼帯、遷移帯、焼成帯、冷却帯と分けることができる。そして、特に、焼成帯においては、セメント原料が約１４５０℃の高温となり、その下でセメントクリンカーに焼成されることになる。
【００２４】
また、ロータリーキルン１は、図３に示すような構造になっている。すなわち、鋼鉄製の円筒シェル１ａと、この円筒シェル１ａの内面に沿って敷き詰められた複数の耐火煉瓦１ｂとを備え、円筒シェル１ａによって形成される内面の径、すなわち内径ｄが３〜７ｍ、全長が６０〜１２０ｍの大きさのもので構成されている。そして、ロータリーキルン１は、上流側から下流側に３／１００程度の勾配で下方に傾斜し、一分間で１〜３回程度の速さで回転するようになっている。
【００２５】
窯前部１Ａは、ロータリーキルン１の下流側の端部を囲むハウジングを備えたもので構成されている。そして、そのハウジングにおけるロータリーキルン１の下流側端に対向する端壁１Ａａには、主バーナー１０が設けられているとともに、この主バーナー１０の周囲の位置に副バーナー１１が設けられている。
【００２６】
主バーナー１０は、主燃料である微粉炭や石油コークス粉を一次空気と共にロータリーキルン１のほぼ回転中心Ｃ部に向けて上流側に吹き込むことにより、そのほぼ回転中心Ｃに沿うように主火焔Ｆ１を噴出するようになっている。すなわち、主バーナー１０は、図２に示すように、端壁１Ａａにおけるロータリーキルン１の回転中心Ｃとほぼ同軸となる位置に配置されている。
【００２７】
副バーナー１１は、図１に示すように、ロータリーキルン１の下流側の端から上流側に向かってロータリーキルン１の内径ｄの０〜１．０倍または０〜５ｍの範囲、すなわち冷却帯の軸方向の全範囲を加熱するように構成されている。すなわち、副バーナー１１は、ロータリーキルン１の下流端から上流側に１．０ｄまたは５ｍまでの範囲を加熱するために必要な位置に設置されている。なお、副バーナー１１は、ロータリーキルン１の下流端から上流側に０ｄ〜１．０ｄまたは０〜５ｍまでの範囲を加熱する位置に配置してもよい。
【００２８】
そして、副バーナー１１から発する熱量は、主バーナー１０および副バーナー１１から発する全熱量の３〜１５％、好ましくは５〜１０％に設定されている。
【００２９】
また、副バーナー１１は、図２に示すように、主バーナー１０の周囲の何れの位置に１以上設置してもよい。すなわち、副バーナー１１は、回転中心Ｃの周りに８等分したＡ〜Ｈの何れの範囲に設けてもよい。
【００３０】
ただし、耐火煉瓦１ｂを直接加熱することを避け、かつ冷却帯におけるセメントクリンカーの温度を効率良く上げるため、副バーナー１１は、回転中心Ｃからの鉛直線Ｌ１と、この鉛直線Ｌ１に対して回転中心Ｃ回りにロータリーキルン１の回転方向に１３５度傾く直線Ｌ２とで挟まれた１３５度の範囲、すなわちＥ、Ｆ、Ｇの各範囲に設置することが好ましい。
【００３１】
そしてさらに、落下した燃料により、耐火煉瓦１ｂが直接加熱されるのを避け、かつその落下した燃料がクリンカーの焼成または加熱に寄与するように、副バーナー１１は、鉛直線Ｌ１に対して回転方向に４５度傾く直線Ｌ３と直線Ｌ２とで挟まれた範囲、すなわちＦ、Ｇの各範囲に設置することがより好ましい。
【００３２】
また、副バーナー１１は、端壁１Ａａから例えば０〜２０００ｍｍの範囲でロータリーキルン１側に突出し、その先端とロータリーキルン１の下流端との間に所定の間隔があくように設けられている。すなわち、副バーナー１１は、燃料自体の吹出速度と副バーナー１１の一次空気、および冷却空気Ｋつまり主バーナー１０の二次空気の上昇気流で、ロータリーキルン１内に火炎を形成し、同ロータリーキルン１内の上述した冷却帯を加熱するようになっている。したがって、副バーナー１１は、端壁１Ａａにおけるロータリーキルン１の内面に対応する円の内側に配置してもよいし、二次空気の上昇気流を考慮して同円の外側に配置してもよい。なお、副バーナー１１から吐出される燃料は、高温の二次空気によって、効率の良い燃焼が可能になる。
【００３３】
また、副バーナー１１は、図４に示すような構造になっている。この図は、副バーナー１１を先端側から見た図である。すなわち、副バーナー１１は、同軸状に配置された外管１１ａ、中管１１ｂおよび内管１１ｃを備えたもので構成されている。外管１１ａと中管１１ｂとの間は、燃焼のための一次空気を直線状に吐出する直進流路１１ｄになっている。この直進流路１１ｄは、一次空気によって副バーナー１１を冷却するための流路ともなっている。
【００３４】
中管１１ｂと内管１１ｃとの間は、燃焼のための一次空気を軸心周りに旋回させながら吐出する旋回流発生流路１１ｅになっている。図４において１１ｆは、直進方向の流れを上述した旋回流に変換するための旋回流発生羽根であり、この旋回流発生羽根１１ｆは、旋回流発生流路１１ｅの先端部に、周方向に一定の間隔をおいて複数設けられている。
上記旋回流発生羽根１１ｆによって旋回流を発生させることにより、後述する可燃性廃棄物のなかでも難燃性で着火速度の遅いものについても、空気との混合、拡散性を高めて燃焼性の向上を図ることが可能である。なお、旋回流発生流路１１ｅも、副バーナー１１の冷却のための流路を兼ねている。
【００３５】
内管１１ｃの内側は、一次空気ととともに、燃料を吐出するための燃料吐出流路１１ｇになっている。この燃料吐出流路１１ｇから吐出する燃料は、主バーナー１０から吐出する燃料と同一の燃料、例えば微粉炭であってもよいし、また固体もしくは液体の可燃性廃棄物であってもよい。なお、副バーナー１１の構造としては、旋回流発生流路１１ｅと、燃料吐出流路１１ｇとが入れ替わった構造のものでもよい。
【００３６】
固体の可燃性廃棄物としては、例えば廃プラスチック（粒径２５ｍｍ以下の物）や、廃タイヤの切断または粉砕物（粒径３０ｍｍ以下の物）等の比較的大きなものを含んだものも使用可能である。これらの可燃性廃棄物は、副バーナー１１の先端から適切な速度（１５〜１００ｍ／ｓ）の輸送空気および一次空気で吐出されることで、適切な火焔を形成することができる。この場合、副バーナー１１としては、外管１１ａ、中管１１ｂ、直進流路１１ｄ、旋回流発生流路１１ｅ、旋回流発生羽根１１ｆの無い単なるパイプ状のものであってもよい。また、液体の可燃性廃棄物としては、廃油等の使用が可能である。
【００３７】
なお、比較的大きな可燃性廃棄物は、冷却帯におけるセメントクリンカー上に落下することになる。ただし、可燃性廃棄物は、ロータリーキルン１の回転によって上方に掻き上げられては崩れ落ちる高温のセメントクリンカーから極めて効率良く熱を受けるととも、大量に供給される高温の二次空気の下で効率良く燃焼することになる。従って、可燃性廃棄物がセメントクリンカー上に落下しても、セメントクリンカーの品質に影響を及ぼすことはない。
【００３８】
そして、実際上においても、副バーナー１１を用いて可燃物が落下する雰囲気下で製造したセメントクリンカーおよび可燃物の落下がない雰囲気下で製造したセメントクリンカーと、副バーナー１１を用いない通常のセメントクリンカーとの比較で、品質上の差が認められなかった。また、上記各セメントクリンカーに二水石膏を内割りで３重量％加えて粉砕することにより製造したポルトランドセメントの品質試験の結果も、可燃性廃棄物の落下の有無による差が認められなかった。
【００３９】
上記のように構成されたセメントクリンカー焼成装置においては、ロータリーキルン１の下流側の端から上流側に向かって０ｄ〜１．０ｄまたは０〜５ｍの範囲、すなわち冷却帯の軸方向の全範囲を副バーナー１１によって加熱するようになっているので、その冷却帯の全体の温度を高めることができる。これにより、冷却帯におけるセメントクリンカーの溶融物が増加するので、冷却帯の内面にクリンカーコーチング層を厚く形成することができる。したがって、冷却帯の内面を形成する耐火煉瓦１ｂの損耗量を低減することができる。すなわち、冷却帯の耐久性の向上を図ることができる。
【００４０】
また、主バーナー１０の全熱量の３〜１５％の熱量を副バーナー１１を用いて冷却帯の加熱に充てることにより、クリンカーコーチング層を、冷却帯における耐火煉瓦１ｂの損耗量を充分低減することが可能な厚さに形成することができる。したがって、冷却帯の耐久性を確実に向上させることができる。
【００４１】
さらに、副バーナー１１がロータリーキルン１の回転中心からの鉛直線Ｌ１と、この鉛直線Ｌ１に対してロータリーキルン１の回転方向に１３５度傾く直線とで挟まれた１３５度の範囲に配置されているので、副バーナー１１はセメントクリンカーを介して冷却帯の内面を加熱することになる。したがって、副バーナー１１の加熱によって、冷却帯における耐火煉瓦１ｂが溶損するというような不具合を防止することができる。
【００４２】
しかも、副バーナー１１によって、可燃性廃棄物も燃料として使用することができる。したがって、可燃性廃棄物の処理も行うことができるという利点がある。
【００４３】
次に、この発明の実施例を、表１〜表４を参照して説明する。
表１および表２は、セメントクリンカー焼成装置を稼働させて、耐火煉瓦１ｂの損耗量を測定した際の実験上のデータを記載したものである。したがって、表２の「燃料合計」は、表１の「主バーナー燃料」と「副バーナー燃料」との合計である。
表３は、上記耐火煉瓦１ｂの損耗量を得るための実験で生じたセメントクリンカー（クリンカー）およびセメントの品質を示したものである。セメントは、表１、２の実験で得たセメントクリンカーに二水石膏を内割りで３重量％加えて粉砕することにより製造したポルトランドセメントである。
【００４４】
（実験の条件）
表１および表２の実験は、次の条件で行った。
１．ロータリーキルン
内径ｄ＝４．８ｍ
全長 ＝約８０ｍ
２．副バーナーの設置位置
図２のＦの位置
３．比較例と実施例
比較例１〜４については、副バーナーを用いずに、主バーナー１０のみを用いて実験を行った。
実施例１〜７については、主バーナー１０および副バーナーの両者を用いて実験を行った。
また、実施例５〜７では、パイプ状の副バーナーを用い燃料として可燃物Ａ、可燃物Ｂを使用して行った。
なお、表１においてＯＣは石油コークス、可燃物Ａは可燃性廃棄物としての廃プラスチック（粒径２５ｍｍ以下の物）、可燃物Ｂは可燃性廃棄物としての廃タイヤチップ（粒径３０ｍｍ以下の物）を意味している。
４．その他の条件は表１および表２に示す通りである。
【００４５】
（実験結果）
表１、２において、主バーナー燃料の熱量小計、副バーナー燃料の熱量小計および燃料合計の熱量合計は、セメントクリンカーを１トン製造するためのキルン内での焼成熱量Mｃａｌ（メガカロリー）を示している。
そして、副バーナーの熱量比率は、
（副バーナー燃料の熱量小計）／（燃料合計の熱量合計）
の式で計算したものを％で示したものである。
【００４６】
また、表２におけるクリンカーコーチング付着状況は、クリンカーコーチング層の厚さが１５０ｍｍ以上で○、５０〜１５０ｍｍで△、５０ｍｍ以下で×と評価した。
さらに、耐火煉瓦の耐用時間（ｈｒ）は、高さ（ロータリーキルンの半径方向）が２００ｍｍの耐火煉瓦の残高（残寸）が１００ｍｍとなる時間である。高さ２００ｍｍの耐火煉瓦は、残高がおよそ１００ｍｍで交換されることになるからである。
【００４７】
表３におけるｆ．ＣａＯ（フリーライム）は、セメント協会標準試験方法（Ｉ−０１）に基づいて測定したものである。粉末度、凝結およびモルタル圧縮強さは、ＪＩＳ Ｒ ５２０１「ポルトランドセメントの物理試験方法」に基づいて測定したものである。
【００４８】
（考察）
表１および表２から、副バーナーを用いて冷却帯を加熱した実施例１〜７では、比較例１〜４に比べて、クリンカーコーチング層が冷却帯に厚く形成されることがわかり、これによって耐火煉瓦の損耗量が減少することが確認できた。
また同時に、熱量比率が７．５〜９．５％の範囲において、損耗量が比較例１〜４に比べて格段に減少することが確認できる。したがって、上記熱量比率が３〜１５％であっても、比較例に比べて充分に損耗量を低減することができる。
【００４９】
ただし、熱量比率が３％未満になると、冷却帯の加熱のために振り分けられる熱量が少なくなって、該冷却帯の温度を比較例に比べて充分に高めることができなくなるおそれがある。また、熱量比率が１５％を超えると、今度は冷却帯の温度の上昇過多によって、耐火煉瓦１ｂ自体が溶出するおそれがある。
【００５０】
そして、冷却帯の温度を比較例に比べて充分高め、かつ耐火煉瓦１ｂの溶出を確実に抑える上で、上記熱量比率を５〜１０％の範囲となるように設定することがより好ましい。
【００５１】
また、表２に示すように、ロータリーキルンでの燃料合計における熱量合計、すなわち焼成のための全熱量は、比較例、実施例において、ほぼ一定となっており、副バーナーを用いても、省エネに反することにはならないことが確認できた。
【００５２】
さらに、表３に示すように、セメントクリンカーに含まれるｆ．ＣａＯは、比較例と実施例でほとんど変化がなく、またモルタル圧縮強さも、比較例と実施例でほとんど変化がない。さらに、クリンカークーラーの出口部におけるセメントクリンカーの温度も、比較例と実施例とで差が見られなかった。すなわち、副バーナーを用いることによって、冷却帯にクリンカーコーチングを付着させる運転方法を採用しても、セメントクリンカーやセメントに品質上の問題が発生することがなかった。
【００５３】
【表１】
【表２】
【表３】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１〜６に記載の発明によれば、ロータリーキルンの下流側の端から上流側に向かって該ロータリーキルンの内径の０〜１．０倍または０〜５ｍの範囲を副バーナーによって加熱するようになっているので、ロータリーキルンの冷却帯の温度を高めることができる。したがって、保護層としてのクリンカーコーチング層が冷却帯に厚く形成されることになるので、該冷却帯における例えば耐火煉瓦や不定形耐火物の摩耗を低減し耐久性の向上を図ることができる。
【００５７】
請求項２または５に記載の発明によれば、全熱量の３〜１５％の熱量を冷却帯の加熱に充てることにより、クリンカーコーチング層を充分に厚く形成することができる。したがって、冷却帯の耐久性の向上を確実に果たすことができる。
【００５８】
請求項１〜６のいずれかに記載の発明によれば、副バーナーがロータリーキルンの回転中心からの鉛直線と、この鉛直線に対してロータリーキルンの回転方向に１３５度傾く直線とで挟まれた１３５度の範囲に配置されているので、該副バーナーはセメントクリンカーを介して冷却帯の内面を加熱することになる。したがって、副バーナーの加熱によって冷却帯の内面の耐火煉瓦が溶損する不具合を防止しつつ、該冷却帯の耐火煉瓦の摩耗低減による耐久性の向上を図ることができる。
【００５９】
請求項３または６に記載の発明によれば、副バーナーによって、可燃性廃棄物も燃料として使用することができるので、可燃性廃棄物の処理も行うことができるという利点がある。
【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セメントクリンカー焼成装置の概略構成図である。
【図２】同セメントクリンカー焼成装置であって、図１のII−II線に沿う断面図である。
【図３】同セメントクリンカー焼成装置におけるロータリーキルンの要部断面図である。
【図４】同セメントクリンカー焼成装置における副バーナーを先端から見た図である。
【符号の説明】
１ ロータリーキルン
１Ａ 窯前部
１Ａａ 端壁
２ クリンカークーラー
３ プレヒータ
１０ 主バーナー
１１ 副バーナー
Ｃ 回転中心
ｅ 窯尻部
Ｌ１ 鉛直線
Ｌ２、Ｌ３ 直線
Ｋ クリンカー冷却空気
Claims (6)
- ロータリーキルン内を加熱する主バーナーとは別に、上記ロータリーキルンの回転中心からの鉛直線と、この鉛直線に対して上記回転中心回りに上記ロータリーキルンの回転方向に１３５度傾く直線とで挟まれた１３５度の範囲に配置した副バーナーによって、上記ロータリーキルンの下流側の端から上流側に向かって該ロータリーキルンの内径の０〜１．０倍または０〜５ｍの範囲を加熱することにより、上記範囲にクリンカーコーチング層を形成することを特徴とするロータリーキルン冷却帯にクリンカーコーチング層を形成する方法。
- 上記副バーナーから発する熱量は、この副バーナーおよび上記主バーナーから発する全熱量の３〜１５％であることを特徴とする請求項１に記載のロータリーキルン冷却帯にクリンカーコーチング層を形成する方法。
- 上記副バーナーで使用する燃料は、主バーナーで使用する燃料と同一の燃料、または固体もしくは液体の可燃性廃棄物であることを特徴とする請求項１または２に記載のロータリーキルン冷却帯にクリンカーコーチング層を形成する方法。
- ロータリーキルンと、このロータリーキルンの下流側の端部を囲むように設けられた窯前部と、この窯前部の端壁に設けられ、上記ロータリーキルンの略回転中心部に向けて上流側に火焔を噴出する主バーナーとを備えたセメントクリンカー焼成装置において、
上記端壁には、主バーナーの周囲に副バーナーを設けてなり、
上記副バーナーは、上記ロータリーキルンの回転中心からの鉛直線と、この鉛直線に対して上記回転中心回りに上記ロータリーキルンの回転方向に１３５度傾く直線とで挟まれた１３５度の範囲に配置されるとともに、上記ロータリーキルンの下流側の端から上流側に向かって該ロータリーキルンの内径の０〜１．０倍または０〜５ｍの範囲を加熱するように構成されていることを特徴とするセメントクリンカー焼成装置。 - 上記副バーナーから発する熱量は、この副バーナーおよび上記主バーナーから発する全熱量の３〜１５％であることを特徴とする請求項４に記載のセメントクリンカー焼成装置。
- 副バーナーで使用する燃料は、主バーナーで使用する燃料と同一の燃料、または固体もしくは液体の可燃性廃棄物であることを特徴とする請求項４または５に記載のセメントクリンカー焼成装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002038319A JP3983563B2 (ja) | 2002-02-15 | 2002-02-15 | ロータリーキルン冷却帯にクリンカーコーチング層を形成する方法およびセメントクリンカー焼成装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002038319A JP3983563B2 (ja) | 2002-02-15 | 2002-02-15 | ロータリーキルン冷却帯にクリンカーコーチング層を形成する方法およびセメントクリンカー焼成装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003238219A JP2003238219A (ja) | 2003-08-27 |
| JP3983563B2 true JP3983563B2 (ja) | 2007-09-26 |
Family
ID=27779663
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002038319A Expired - Lifetime JP3983563B2 (ja) | 2002-02-15 | 2002-02-15 | ロータリーキルン冷却帯にクリンカーコーチング層を形成する方法およびセメントクリンカー焼成装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3983563B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5939020B2 (ja) * | 2012-05-11 | 2016-06-22 | 三菱マテリアル株式会社 | セメント製造用ロータリーキルン |
-
2002
- 2002-02-15 JP JP2002038319A patent/JP3983563B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2003238219A (ja) | 2003-08-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101626984B (zh) | 制造矿物纤维的方法和装置 | |
| JP4548785B2 (ja) | 廃棄物ガス化溶融装置の溶融炉、並びに該溶融炉における制御方法及び装置 | |
| CN103672886A (zh) | 一种水泥窑炉局部富氧燃烧器 | |
| EP2510283B1 (en) | Burner unit for steel making facilities | |
| RU2451239C2 (ru) | Автоматизированный угольный котел | |
| CN110242952A (zh) | 一种采用复合材料喷口的低冷却风量燃烧器 | |
| JP3983563B2 (ja) | ロータリーキルン冷却帯にクリンカーコーチング層を形成する方法およびセメントクリンカー焼成装置 | |
| JP4099965B2 (ja) | ロータリーキルンへの可燃性廃棄物の投入構造 | |
| CN101435658B (zh) | 炭素煅烧回转窑 | |
| JP2007248007A (ja) | 廃棄物溶融処理装置 | |
| CN202024313U (zh) | 生物质燃料直燃式强化燃烧装置 | |
| JPS6311608A (ja) | 高炉への粉体燃料吹込方法 | |
| EP1515925B1 (en) | Rotary furnace for manufacturing light building aggregate | |
| CN102032562A (zh) | 煤粉燃烧器及其控制方法、使用该煤粉燃烧器的回转窑 | |
| JP2019163880A (ja) | セメントキルン用バーナ装置及びその運転方法 | |
| EP2823245B1 (en) | Solid fuel skewer suspension burning system | |
| KR100761211B1 (ko) | 부분연소식 산소예열 버너 | |
| JPS62238307A (ja) | 高炉への難燃性燃料の吹込方法 | |
| US2086672A (en) | Radiation screen for rotary kilns | |
| JP3959620B2 (ja) | ロータリーキルンにおける可燃性廃棄物の燃焼方法とその装置 | |
| CN217179234U (zh) | 内燃式高温回转炉 | |
| JPH02263746A (ja) | セメントロータリーキルンの燃焼装置及び燃焼方法 | |
| CN105036573A (zh) | 环形套筒窑中的煤粉燃烧工艺及其应用 | |
| JPH0152643B2 (ja) | ||
| WO2013091634A1 (en) | A method and a burner for introducing fuel into a burning zone of a kiln |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040727 |
|
| RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20040727 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20040728 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20070315 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070320 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20070509 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20070605 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20070704 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100713 Year of fee payment: 3 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 3983563 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100713 Year of fee payment: 3 |
|
| S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100713 Year of fee payment: 3 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100713 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110713 Year of fee payment: 4 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120713 Year of fee payment: 5 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120713 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130713 Year of fee payment: 6 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |