JP5457906B2 - Hardware mounting structure at the exit end of the rotary kiln - Google Patents
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Description
本発明は鉄鉱石ペレットなどの焼成設備として用いられるロータリーキルンの出口側端部における金物取付構造に関する。 The present invention relates to a hardware mounting structure at an end portion on the outlet side of a rotary kiln used as a firing facility for iron ore pellets and the like.
周知のように、高炉用の酸化鉄原料として生鉱石の他に粉鉱石を焼成して得た鉄鉱石焼成ペレットが利用される場合があり、この焼成ペレットを製造する方法としてグレート・キルン方式やロータリーキルン方式が知られ、両方式ともにペレットを焼成する炉として円筒状鉄皮の内側に耐火煉瓦を内張りして構成したロータリーキルンが使用される。この種、ロータリーキルンは鉄鉱石焼成ペレットの製造のみならず、セメント用原料であるクリンカの焼成にも古くから用いられている。 As is well known, iron ore calcined pellets obtained by calcining fine ore in addition to raw ore as iron oxide raw materials for blast furnaces may be used, and as a method for producing the calcined pellets, A rotary kiln method is known, and both types use a rotary kiln configured with a refractory brick lined inside a cylindrical iron skin as a furnace for firing pellets. This kind of rotary kiln has long been used not only for producing iron ore calcined pellets but also for calcining clinker which is a raw material for cement.
ロータリーキルンの出口側にはバーナが配設され、原料ペレットはここでバーナにより1300〜1400℃の高温に加熱、焼成された後、キルンの出口端よりアニュラクーラに排出され、同クーラに供給された冷却空気で冷却されて製品(焼成ペレット)となる。冷却後のクーラからの排ガス空気はキルン内に向かうがその一部はキルンの出口側の上部付近に衝突することになる。キルンは回転するためこの排ガス空気の衝突状態によりキルン出口側の端部は加熱と冷却が周期的に繰り返される。 A burner is disposed on the outlet side of the rotary kiln, and the raw material pellets are heated and fired at a high temperature of 1300 to 1400 ° C. by the burner, and then discharged from the outlet end of the kiln to the annulus cooler and supplied to the cooler. It is cooled with air to become a product (baked pellets). The exhaust air from the cooler after cooling goes into the kiln, but a part of it collides with the vicinity of the upper part on the exit side of the kiln. Since the kiln rotates, the end of the kiln outlet side is repeatedly heated and cooled periodically by the collision state of the exhaust gas.
このキルンの出口側端部には出口側の煉瓦の脱離、落下を防止するため、煉瓦押え金物が環状に取付けられており、この金物が上述のように高温で且つ周期的な温度変化を伴う過酷な環境に晒されることになる。 In order to prevent the bricks on the exit side from being detached and dropped at the exit side end of the kiln, a brick presser is attached in an annular shape, and the hardware is subjected to a high temperature and periodic temperature change as described above. You will be exposed to the harsh environment involved.
こうした、厳しい熱的影響を軽減し、出口側端部の煉瓦押え金物を保護する目的でキルンの出口側領域にはその鉄皮の外側を取り巻いて環状の冷却フードが設けられ、同フード内に冷却空気を送り込み、上記バーナにより高温となる鉄皮を外側から冷却するようにしている。こうした、冷却を施しても、鉄皮及び煉瓦押え金物は1050〜1080℃の温度に達する状況にある。 In order to reduce these severe thermal effects and protect the brick presser at the end of the exit side, an annular cooling hood is provided around the outside of the iron skin in the exit side area of the kiln. Cooling air is fed in, and the high temperature iron skin is cooled from the outside by the burner. Even when such cooling is applied, the iron skin and the brick presser foot are in a state of reaching a temperature of 1050 to 1080 ° C.
従来のこの煉瓦押え金物の取付け構造は、例えば特許文献1の図1に示されるように、水平部材21aとその先端に一体に形成された溝形部材21bからなる金物21を用い、水平部材21aの端面をシェル(鉄皮)13の端面に当接させて、冷却空気の流通孔22bを有するブラケット22を介して当接した両者の一部を外側(図面下側)より押し当てるようにして水平部材21aとブラケット22を同水平部材21aを内面側から貫通する取付ボルト23とナット24で締結することにより金物21とシェル(鉄皮)13を固設させたものであり、さらに、金物21とリング状部材(冷却フード)15を、同金物の溝形部材21bの端部鉤状部を同リング状部材の出口側端部に嵌合させたものとなっている。
As shown in FIG. 1 of
しかしながら、こうした従来の金物取付構造においては、金物の交換作業は容易となるものの、以下のような問題点を有する。 However, such a conventional hardware mounting structure has the following problems, although the hardware replacement operation becomes easy.
1)金物21が水平部材21aと溝形部材21bで形成された一体構造であり、しかも、溝形部材21b内の狭い空間に前記ブラケット22を挿入して水平部材21aとブラケット22を取付ボルト23とナット24で締結する構造となっているため、ブラケット22に流通孔22bを有するとしても、冷却フード(リング状部材)15に供給される冷却空気の流れがこの締結部の領域では阻害され、金物21の円周方向での冷却が不十分且つ不均一となり、この結果、金物21にかかる熱応力の負荷が大きくなり、その使用寿命が短くなることになる。 1) The hardware 21 has an integrated structure formed of a horizontal member 21a and a groove member 21b, and the bracket 22 is inserted into a narrow space in the groove member 21b so that the horizontal member 21a and the bracket 22 are attached to the mounting bolt 23. Since the bracket 22 has a structure that is fastened with the nut 24, even if the bracket 22 has the flow hole 22b, the flow of the cooling air supplied to the cooling hood (ring-shaped member) 15 is obstructed in the region of the fastening portion, The cooling of the metal piece 21 in the circumferential direction becomes insufficient and non-uniform. As a result, the load of the thermal stress applied to the metal piece 21 is increased, and the service life is shortened.
2)また、金物21と鉄皮(シェル)13との固設が、水平部材21aとブラケット22がボルト23とナット24により締結、固定されているが、鉄皮(シェル)13とブラケット22は前記固定されたブラケット22の一部により単に押し当てたもので間接的な固定構造となっているため、両者の固設は不十分といわざるを得ず、金物21の水平部材21aと鉄皮(シェル)13の板厚方向や長さ方向の変形の差などにより鉄皮13とブラケット22間や鉄皮13と金物21間に隙間が生じた場合、押え金物21によるキルンの出口側の煉瓦の把持力が低下して煉瓦が脱離、落下する恐れが生じる。 2) In addition, the metal member 21 and the iron shell (shell) 13 are fixed, and the horizontal member 21a and the bracket 22 are fastened and fixed by the bolt 23 and the nut 24, but the iron shell (shell) 13 and the bracket 22 are fixed. Since it is an indirect fixing structure that is simply pressed by a part of the fixed bracket 22, it must be said that the fixing of both is insufficient, and the horizontal member 21 a of the hardware 21 and the iron skin (Shell) When a gap is generated between the iron skin 13 and the bracket 22 or between the iron skin 13 and the hardware 21 due to a difference in deformation in the thickness direction or the length direction of the (shell) 13, the brick on the exit side of the kiln by the presser metal 21 As a result, the gripping force of the brick decreases, and the brick may be detached and dropped.
3)さらに、金物21と冷却フード(リング状部材)15とは金物21の溝形部材21bの端部鉤状部を冷却フード15の出口側端部に嵌合させた構造となっているため、金物21や冷却フード15の熱変形などにより冷却フード15の端部が部分的に外側に外れてしまう可能性があり、このような場合には外れた部分から冷却空気がキルンの内部に漏れ込み、このため金物21の冷却効率が低下して、その使用寿命が短縮すると共に、キルンの内部の熱効率を低下させ、操業コストが上昇することになる。 3) Furthermore, the hardware 21 and the cooling hood (ring-shaped member) 15 have a structure in which the end hook-shaped portion of the groove-shaped member 21b of the hardware 21 is fitted to the outlet side end of the cooling hood 15. In addition, there is a possibility that the end of the cooling hood 15 may be partially removed outward due to thermal deformation of the hardware 21 or the cooling hood 15. In such a case, the cooling air leaks from the removed portion into the kiln. For this reason, the cooling efficiency of the hardware 21 is lowered, the service life is shortened, the thermal efficiency inside the kiln is lowered, and the operation cost is increased.
本発明は、上記した従来技術の問題点を解消し、ロータリーキルンの出口側端部に環状に設けられる取付金物の長期に亘る使用を可能とし、且つロータリーキルンを用いた操業コストの低減を図ることが可能なロータリーキルンの出口側端部の金物取付構造を提供することをその課題としてなされたものである。 The present invention solves the above-described problems of the prior art, makes it possible to use an attachment fitting provided in an annular shape at the outlet side end of the rotary kiln over a long period of time, and to reduce the operating cost using the rotary kiln. An object of the present invention is to provide a hardware mounting structure for the outlet side end of a possible rotary kiln.
本発明は、上記課題を解決するための具体的手段として、以下のロータリーキルンの出口側端部の金物取付構造を提案する。
(1)円筒状の鉄皮に煉瓦が内張りされ、該鉄皮の出口側領域の外周部に冷却フードが設けられたロータリーキルンの出口側端部における金物取付構造において、取付金物は、前記冷却フード側に位置する外側金物と、前記鉄皮及び煉瓦側に位置する内側金物からなり、該外側金物は前記冷却フードの端部に締結部材により同冷却フードの出口側を覆うようにして固設され、該内側金物は前記鉄皮の端部に締結部材により前記煉瓦の出口側を押えるようにして固設されると共に、該外側金物と該内側金物が嵌合した状態で配設されていることを特徴とするロータリーキルンの出口側端部における金物取付構造(請求項1)。
(2)前記外側金物及び内側金物は前記ロータリーキルンの円周方向に沿って積層された多数のブロックで構成されていることを特徴とする前記1に記載のロータリーキルンの出口側端部における金物取付構造(請求項2)。
(3)前記外側金物は水平部、垂直部及び張出部から形成され、前記内側金物は垂直部と水平突出部から形成され、前記外側金物の前記水平部が前記冷却フードの端部に固設され、前記内側金物の前記水平突出部が前記鉄皮の端部の固設されていることを特徴とする前記1または2に記載のロータリーキルンの出口側端部における金物取付構造(請求項3)。
(4)前記前記外側金物の垂直部及び張出部によりキルンの出口側に形成される溝部に、前記内側金物の垂直部の上端部が嵌合した状態で配設されていることを特徴とする前記1〜3のいずれかに記載のロータリーキルンの出口側端部における金物取付構造(請求項4)。
(5)前記外側金物と前記冷却フードの締結部材による固設位置と、前記内側金物と前記鉄皮の締結部材による固設位置とをキルンの円周方向にずらしたことを特徴とする前記1〜4のいずれかに記載のロータリーキルンの出口側端部における金物取付構造(請求項5)。
The present invention proposes the following hardware attachment structure at the outlet side end of the rotary kiln as a specific means for solving the above problems.
(1) In a hardware mounting structure at an outlet side end of a rotary kiln in which a brick is lined on a cylindrical iron skin and a cooling hood is provided on an outer peripheral portion of the outlet side region of the iron skin, the mounting hardware is the cooling hood. An outer metal piece located on the side and an inner metal piece located on the iron and brick side, and the outer metal piece is fixed to the end of the cooling hood so as to cover the outlet side of the cooling hood with a fastening member. The inner hardware is fixed to the end of the iron skin by a fastening member so that the outlet side of the brick is pressed, and the outer hardware and the inner hardware are fitted. A hardware mounting structure at the outlet end of the rotary kiln (claim 1).
(2) The hardware mounting structure at the outlet side end of the rotary kiln according to (1), wherein the outer hardware and the inner hardware are configured by a number of blocks stacked along a circumferential direction of the rotary kiln. (Claim 2).
(3) The outer hardware is formed of a horizontal portion, a vertical portion, and an overhang portion, the inner hardware is formed of a vertical portion and a horizontal protruding portion, and the horizontal portion of the outer hardware is fixed to an end portion of the cooling hood. The metal mounting structure at the outlet side end of the rotary kiln according to
(4) The upper portion of the vertical portion of the inner metal piece is disposed in a state where the upper portion of the vertical portion of the inner metal piece is fitted in the groove portion formed on the exit side of the kiln by the vertical portion and the overhanging portion of the outer metal piece. The hardware attachment structure in the exit side edge part of the rotary kiln in any one of said 1-3 to do (Claim 4).
(5) The 1 described above, wherein the fixed position by the fastening member of the outer hardware and the cooling hood and the fixed position by the fastening member of the inner hardware and the iron skin are shifted in the circumferential direction of the kiln. Metal fitting attachment structure in the exit side edge part of the rotary kiln in any one of -4.
本発明によれば、冷却フードに供給される冷却空気がロータリーキルンの出口側端部の円周方向において円滑に流れるとともに同フード外に流出してキルンの内部に漏れ込むこともないため、同端部に配設された取付金物全体を均一且つ十分に効果的に冷却することができるため、取付金物の使用寿命を延長できると同時に熱効率の高い安定した低コストのキルン操業を実現できるといった優れた効果を奏するものである。 According to the present invention, the cooling air supplied to the cooling hood smoothly flows in the circumferential direction of the outlet side end of the rotary kiln and does not flow out of the hood and leak into the kiln. The entire mounting hardware arranged in the section can be cooled uniformly and sufficiently effectively, so that the service life of the mounting hardware can be extended and at the same time a stable and low-cost kiln operation with high thermal efficiency can be realized. There is an effect.
本発明について、その実施形態を中心に図面を参照しながら以下に詳述して行くことにする。 The present invention will be described in detail below with reference to the drawings focusing on the embodiments.
まず、本発明の実施形態にかかる金物取付構造の構成について説明する。
図1〜図3において、1はロータリーキルンの鉄皮、2はこの鉄皮に内張りされた煉瓦であり、3は鉄皮1の出口側端部領域の外周部に設けられた冷却フードである。これら鉄皮1、煉瓦2及び冷却フード3の出口側には図1に示す通り、キルンの円周に沿ってブロック化された扇状を呈する多数の取付金物4が積層されてその全周に配設されている。 この取付金物4は一体構造のもではなく、図2及び図3から明らかなように、鉄皮1の外側(図面では上側)すなわち冷却フード3側に位置する外側金物4-1と、鉄皮1及び煉瓦2側に位置する内側金物4-2とに分割または分離された構造を有している。
First, the structure of the hardware attachment structure concerning embodiment of this invention is demonstrated.
1 to 3,
外側金物4-1は、図2に示されるように、キルンの入り口側(図面左側)方向に水平に延びる水平部4-1aと、この水平部のキルン出口側(図面右側)の端部から一定の曲率を有するコーナー部分を介して鉄皮1側(図面下側)に伸びる垂直部4-1bと、さらにこの垂直部の下部よりキルン入り口側に張出して鉄皮1側下方に垂直に伸びる張出部4-1cによって構成され、全体として鈎状の縦断面形状を有している。外側金物4-1の上記張出部4-1cの下端面は鉄皮1のキルン出口側端面に当接されている。上記外側金物4-1の垂直部4-1bの下端面とこれに連続する張出部4-1cのキルン出口側に位置する側端面は鈎形の溝部を形成している。これら水平部4-1a、垂直部4-1b及び張出部4-1cはいずれも同等の肉厚を有している。また、4-1dは外側金物4-1のキルン円周の両端部に形成された隣接する金物同士の位置決めを行う係止部である。
As shown in FIG. 2, the outer metal piece 4-1 includes a horizontal portion 4-1 a that extends horizontally in the direction of the kiln entrance side (left side of the drawing), and an end of the horizontal portion on the kiln outlet side (right side of the drawing). A vertical portion 4-1b extending to the
そして、この外側金物4-1における水平部4-1aのキルン入り口側端部は、図1に示す取付金物4のキルン円周方向の中央位置(金物ブロック毎に1箇所)で、図2の通り、冷却フード3のキルン出口側を覆うようにして、冷却フード3のキルン出口側端部にボルト5-1及びナット6-1により締結、固設されている。なお、図中Pは上記外側金物4-1が固設される出口側端部を除く出口側領域において各金物ブロック毎に鉄皮1と冷却フード3間に設けられた板状のスペーサーである。
And the kiln entrance side edge part of the horizontal part 4-1a in this outer side hardware 4-1 is the center position (one place for every hardware block) of the kiln circumferential direction of the
また、内側金物4-2は、外側金物4-1の下側に配置されており、鉄皮1の少し上方位置から煉瓦2の下部近傍の位置にかけて下方に垂直に伸長する垂直部4-2aと、この垂直部の中央部からキルン入り口側方向に水平に伸びて突出する水平突出部4-2bで構成され、全体として倒伏T字状の縦断面形状を有している。内側金物4-2の垂直部4-2aの上端部は前記外側金物4-1の垂直部4-1bと同じ肉厚であり、同外側金物の前記した垂直部4-1bと張出部4-1cにより形成される鈎形の溝部に、内側金物4-2の垂直部4-2aの上端部が嵌合された状態となっている。外側金物4-1の垂直部4-1bの下端面と内側金物4-2の垂直部4-2aの上端面との嵌合部には一定の隙間S1が設けられ、外側金物4-1と内側金物4-2の向かい合った両端面のキルン半径方向における相対的な変位(移動)代が確保されている。垂直部4-2aの中央部及び下部はその上端部より肉厚が大きく形成されている。
The inner metal piece 4-2 is disposed below the outer metal piece 4-1, and extends vertically downward from a position slightly above the
そして、この内側金物4-2における水平突出部4-2bは、図1に示す取付金物4の円周方向の両側位置(金物ブロック毎に2箇所)で、図3の通り、その垂直部4-2aの下半部とともに、煉瓦2のキルン出口端コーナー部を押え、把持する状態で、鉄皮1のキルン出口側端部に皿ボルト5-2及びナット6-2により締結、固設されている。このように、外側金物4-1と冷却フード3の締結位置と内側金物4-2と鉄皮1との締結位置はキルンの半径方向において重ならないようにずらして千鳥状に設定されている。また、内側金物4-2における垂直部4-2bのキルン入り口側の端面と鉄皮1の出口側端部の端面との間には一定の隙間S2が設けられ、キルンの長さ方向での向かい合った両端面の相対的な変位(移動)代が確保されている。
And the horizontal protrusion part 4-2b in this inner side metal fitting 4-2 is the
次に、かかる本発明の実施形態ついての金物取付構造による作用、効果を説明する。
本発明の金物取付構造では、取付金物4は冷却フードに固設され、同フードの出口側端部を覆って閉鎖するための外側金物4-1と、鉄皮1に固設され、出口側端部の煉瓦を押さ、把持するための内側金物4-2とに分割された構造を有している。このため、従来の一体構造の取付金物を用いる場合に比べて熱応力が分散されるともに熱変形に対する柔構造的な吸収力を有している。また、冷却フード3内の出口側端部に従来のようにブラケットなどの部材を有せず、十分な空間が確保される。このため、上記出口側端部における冷却空気の流れが円滑となり、取付金物4の円周方向において十分に且つ均一に冷却することができる。この結果、取付金物4が受ける高温で且つ温度変化を伴う過酷な熱負荷が減少し、使用寿命を延長することができる。
Next, the operation and effect of the hardware mounting structure according to the embodiment of the present invention will be described.
In the hardware mounting structure of the present invention, the mounting
また、本発明の金物取付構造によると、外側金物4-1と鉄皮1がボルト及びナットにより直接締結、固設されているため、従来のような間接的な固設と比べて、熱変形などにより出口側の煉瓦の把持力が低下する問題がなく、この結果、煉瓦が脱離、落下する恐れもなくなる。
Further, according to the hardware mounting structure of the present invention, the outer hardware 4-1 and the
さらに、上記の如く、内側金物4-2と冷却フード3が皿ボルト及びナットにより直接締結、固設されていることから、従来のような嵌合による固設と比べて金物や冷却フード3の熱変形に伴う両者の部分的な脱離現象も生じることがなくなる。このため、冷却空気がキルンの内部に漏れ込むことなく、取付金物4の冷却効率が高く安定して維持される。 この結果、取付金物4が受ける高温で且つ温度変化を伴う過酷な熱負荷が減少し、使用寿命を延長することができるとともに、キルンの内部の熱効率を向上させ、操業コストを低減することができる。
Further, as described above, since the inner metal piece 4-2 and the
また、外側金物4-1と冷却フード3の締結位置と内側金物4-2と鉄皮1との締結位置はキルンの半径方向において重ならないようにずらして千鳥状に設定されているため、キルンの半径方向の熱変形に伴って生じる締結部の応力負荷を軽減し、ボルトなどの締結部材の短期折損を防止することで取付金物の使用寿命を延長することが可能となる。
また、外側金物4-1の垂直部4-1bの下端面と内側金物4-2の垂直部4-2aの上端面との嵌合部に一定の隙間S1を設けることにより、熱変形による外側金物4-1と内側金物4-2のキルン半径方向での伸縮を吸収することができ、取付金物の使用寿命を延長することができる。
In addition, the fastening position of the outer hardware 4-1 and the
Further, by providing a constant gap S1 at the fitting portion between the lower end surface of the vertical portion 4-1b of the outer metal piece 4-1 and the upper end surface of the vertical portion 4-2a of the inner metal piece 4-2, the outer side due to thermal deformation is provided. The expansion and contraction in the kiln radial direction of the hardware 4-1 and the inner hardware 4-2 can be absorbed, and the service life of the mounting hardware can be extended.
さらに、内側金物4-2における垂直部4-2bのキルン入り口側の端面と鉄皮1の出口側端部の端面との間に一定の隙間S2を設けることにより、キルンの長さ方向における内側金物4-2と鉄皮1の伸縮を吸収することができ、やはり、取付金物の使用寿命を延長することができる。
Furthermore, by providing a certain gap S2 between the end surface of the vertical portion 4-2b of the inner metal piece 4-2 on the kiln entrance side and the end surface of the exit side end portion of the
本発明者はかかる実施形態の金物取付構造を実機のロータリンキルン(鉄皮内径:6m、長さ:46m)に適用して、鉄鉱石自溶性酸化ペレットの製造を行った。キルン出口側端部に設置した取付金物4の総数は48枚である。
The present inventor applied the metal mounting structure of this embodiment to the actual rotary kiln (iron inner diameter: 6 m, length: 46 m) to produce iron ore self-soluble oxide pellets. The total number of
この結果、操業の開始から設備の定期修理(キルン内張り煉瓦の張替えなど)までの1年に亘り、設置した取付金物の損傷、破損などもなく、安定して効率よく操業を継続することができた。 As a result, for one year from the start of operation to the regular repair of equipment (replacement of kiln lining bricks, etc.), it is possible to continue stable and efficient operation without any damage or breakage of the installed mounting hardware. It was.
1:鉄皮 2:煉瓦 3:冷却フード 4:取付金物
4-1:外側金物 4-1a:水平部 4-1b:垂直部
4-1c:張出部 4-2:内側金物 4-2a:垂直部
4-2b: 水平突出部 5-1:ボルト 5-2:皿ボルト
6-1、6-2:ナット S1、S2:隙間
1: Iron skin 2: Brick 3: Cooling hood 4: Mounting hardware 4-1: Outer hardware 4-1a: Horizontal section 4-1b: Vertical section 4-1c: Overhang section 4-2: Inner hardware 4-2a: Vertical section 4-2b: Horizontal protruding section 5-1: Bolt 5-2: Flat head bolt 6-1 and 6-2: Nut S1, S2: Clearance
Claims (5)
The fixed position by the fastening member of the outer metal fitting and the cooling hood and the fixed position by the fastening member of the inner metal piece and the iron skin are shifted in the circumferential direction of the kiln. The hardware attachment structure in the exit side edge part of the rotary kiln in any one of.
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