JP5752742B2 - 竪型石灰焼成炉の冷却構造 - Google Patents

Description

本発明は竪型石灰焼成炉の炉蓋の接続部と内筒壁下部付近の耐火物を冷却する、竪型石灰焼成炉の冷却構造に関するものである。

竪型石灰焼成炉１０は炉本体１０ｂと予熱室１０ａから成っている。炉本体は通常、天井中央部に燃焼装置１６を備えている。炉本体天井７の下方に、水平方向に拡がる面を有し、中央部に落下孔を有する環状の炉床１１がある。炉床の外周部には、円筒状の外筒壁２が立ち上がっている。外筒壁と同心円状に内筒壁３がある。炉床、外筒壁、内筒壁で囲まれた部分が予熱室である。予熱室の上端は予熱室蓋９で覆われている。その予熱室蓋は原料供給管１７に接続している。

予熱された石灰は、炉本体１０ｂに落下して本焼成され、本体最下部から排出される。

このように形成される竪型石灰焼成炉の接続部１と内筒壁下端周縁４付近では、高温、熱サイクル、摩耗によって、耐火物が激しく損耗する。

このような竪型石灰焼成炉では、特許文献１で知られているように、環状ダクト及び付属の設備によって、上記接続部と内筒壁下部の冷却を行うことにより、耐火物の耐用向上が図られている。

通常、環状ダクト（環状空冷ジャケット）８は、円周方向で分割され、フランジで連結されている。環状ダクトの外面（炉内側）にメタルアンカー６を配し、キャスタブル耐火物を保持する構造としている。

又、この部分の耐火物の材質的工夫と改善も種々行われている。現在の所、一般的に、接続部には異型煉瓦の吊り構造が、内筒壁下部にはキャスタブル耐火物が採用されている。

一般に、耐火物の耐用を向上させるために、炉壁の冷却が広く行われている。特許文献２，３，４では、空冷ジャケット（別称ボックス、あるいは箱体）による焼却炉の炉壁の冷却構造が開示されている。

特開２０１２−１１２５４８ 特開２００３−１４２１７ 特開２００４−５３１６６ 特開２００５−３０８２７９

しかしながら、特許文献１に開示されている冷却方法では、接続部の冷却は可能であり耐用も良いが、内筒壁下部の冷却は充分でなく、耐用が短い。短期間で内筒壁下部付近のキャスタブル耐火物が剥落し、鉄皮とか環状ダクトを赤熱させ、補修のための稼働停止に至らせている。
稼働停止に至らなくても、鉄皮のフランジ部が歪んで、ガスリークが発生し、冷却エアー量を多く必要とする事態となってブロアー用電力を増大させる問題を発生させている。

また、特許文献２，３，４に開示された冷却方法では、いずれも、冷却ジャケットの一面のみが耐火物に接しており、冷却効率が限られている。特許文献１に開示されている環状ダクトは、耐火物との接触面が一面のみである点で、特許文献２，３，４と同類と言える。

従って、本発明の目的は、竪型石灰焼成炉の炉蓋の接続部と内筒壁下部付近の耐火物の耐用を向上させるために有効な竪型石灰焼成炉の冷却構造を提供することにある。

上述した課題を解決する本発明に係る竪型石灰焼成炉の冷却構造は、竪型石灰焼成炉の内筒壁の背部冷端側に、開口穴１２を有する空冷ジャケット５を埋設し、前記空冷ジャケット内に冷却空気を流すようにしたことを特徴とする。

上述した課題を解決する本発明に係る竪型石灰焼成炉の冷却構造は、竪型石灰焼成炉の内筒壁３の背部冷端側に、開口穴１２を有する空冷ジャケット５を埋設し、前記空冷ジャケットを開口穴部で環状空冷ジャケット８と連結、連通し、環状空冷ジャケットの冷却空気を前記空冷ジャケットに流すようにしたことを特徴とする。

本発明に係る竪型石灰焼成炉の冷却構造によれば、竪型石灰焼成炉の内筒壁耐火物の背部冷端側に、開口穴を有する空冷ジャケットを埋設し、前記空冷ジャケット内に冷却空気を流すことにより、前記耐火物が良好に冷却される。

前記空冷ジャケットは、上部に開口穴を有しているので、熱サイホンの原理で自律換気するので冷却効率が高い。図２に示す如く、冷却空気１８ａは内筒壁キャスタブル耐火物を冷却しながらジャケット壁に沿って下がり、最下部で向きを変えて、接続部煉瓦１の背面を冷却しながら上昇し、加熱された空気１８ｂとなって環状空冷ジャケット８に戻る。

特許文献２，３，４に開示されている空冷ジャケットの場合、ジャケットが耐火物と一面で接しているのに対し、本発明の前記空冷ジャケットは、多面もしくは、曲面で耐火物と接しているので、接触面積が大きい。その結果、冷却効率が高い。

本発明の前記空冷ジャケットは、形状の効果により、従来の一枚板構造に比べて、応力吸収性能が高いので、フランジ部の熱歪みを防止し、ガスリークを低減させることができる。

その結果、前記竪型石灰焼成炉の内筒壁耐火物の寿命が延び、補修間隔が長くなる。

本発明に係る竪型石灰焼成炉の冷却構造によれば、空冷ジャケット５を環状空冷ジャケット８に連結させているので、冷却空気の交換量が多く、前記耐火物の冷却効果が更に大きい。

本発明の実施例に係る冷却構造を備える竪型石灰焼成炉の要部を示す縦断面概略図である。 本発明の実施例に係る冷却構造における冷却空気の流れ方向を説明する概略図である。 従来の冷却構造を備える竪型石灰焼成炉の要部を示す縦断面概略図である。 本発明の実施例に係る開口穴を有する冷却ジャケットの、炉外から見た概略側面図である。 本発明の実施例に係る開口穴を有する冷却ジャケットの、炉内から見た概略側面図である。 本発明の実施例に係る開口穴を有する冷却ジャケットの、水平断面概略図である。 本発明の実施例に係る冷却ジャケットの、細部を示す説明図である。 本発明の実施例に係る冷却構造を備える竪型石灰焼成炉の全体概略図である。

以下に、本発明に係る竪型石灰焼成炉の冷却構造を実施するための最良の形態を実施例に基づき具体的に説明する。

図８に、本発明に係る竪型石灰焼成炉全体の概略を示した。図１は、竪型石灰焼成炉の予熱室付近の図であり、本発明の実施例に係る冷却構造の縦断面概略図である。図２は本発明の実施例に係る冷却構造の要部を示す拡大図である。図３は図１と同じ位置であり、従来の冷却構造を示すものである。環状空冷ジャケット８に冷風を通して、接続部１と内筒壁下部４を冷却させている。図４，５，６，７は本発明に係る竪型石灰焼成炉の冷却構造に供する空冷ジャケット金物の細部を示す図である。

図１に示す様に、竪型石灰焼成炉の予熱室の内筒壁部の背部冷端側に、本発明に係る空冷ジャケット５を埋設した。前記空冷ジャケットは、図４に示す如く、上方に複数の開口穴１２を有している。前記開口穴部で、環状空冷ジャケット８と連結連通させる。

図１，２，７には、断面形状が楔形の空冷ジャケットを示したが、長方形、楕円形、円形、他、いずれであっても良い。

本発明の空冷ジャケットは、図６に示す如く、設置時のハンドリングを考慮して、竪型石灰焼成炉の円周方向で、適度な長さにブロック分けする。各ブロックの端にフランジ１３、ボルト穴１４を設け、各ブロックをボルトとナットで連結させる。

本発明の空冷ジャケットは、図４，５，６に示す如く、仕切板１５で小室に分割するのが好ましい。冷却空気１８ａと加熱された空気１８ｂの流れを層流とし、熱交換効率を良くするためである。仕切板はジャケットを補強する働きもある。仕切板の数は、各ブロックに３枚か４枚程度が好ましい。空冷ジャケットの小室の円周方向の長さは２００ｍｍ程度が好ましい。小室の半径方向の厚さは、約５０ｍｍが好ましい。空冷ジャケットの小室の鉛直方向の高さは、高い程、冷却効果が大きい。しかし、通常、冷却空気の量、炉内温度、耐火物の厚み、耐火物の熱伝導率等を勘案して決定される。開口穴の高さは小室の厚さと同じであることが好ましい。空気の流れを層流にするためである。

本発明を、図１に示した形式で実機に適用したところ、図３に示した従来の形式に比較し、内筒壁のキャスタブル耐火物の耐用が約５０％向上した。冷却効果改善の効果と評価した。

又、本発明を適用することにより、ブロアー用の電力使用量が約１０％低下した。鉄皮及びフランジの歪みが少なくなり、炉内ガスの環状空冷ジャケットへのリーク量が減少した為と評価した。ガスリーク量減少の結果、竪型石灰焼成炉本体の燃料使用量も低減した。

図１に明示されている如く、本発明の空冷ジャケットは接続部の耐火物の冷却にも有効である。

本発明の冷却構造は竪型石灰焼成炉の耐用のネックであるところの接続部及び内筒壁下部付近の耐火物の冷却に有効であり、竪型石灰焼成炉の耐火物の耐用向上だけでなく、冷却用電力及び運転用燃料の節減にも有効であり、産業上の利用可能性が大きいと考えられる。

１接続部
２外筒壁
３内筒壁
４下端周縁
５下部空冷ジヤケット
６メタルアンカー
７炉本体天井
８環状空冷ジャケット
９予熱室蓋
１０竪型石灰焼成炉
１０ａ予熱室
１０ｂ炉本体
１１環状炉床
１２開口穴
１３フランジ
１４ボルト穴
１５仕切板
１６燃焼装置
１７原料供給管
１８ａ冷却空気
１８ｂ加熱された空気

Claims (1)

1. 竪型石灰焼成炉の内筒壁耐火物の背部冷端側に、上部に開口穴を有する空冷ジャケットを埋設し、前記空冷ジャケットを、開口穴部で環状空冷ジャケットと連結、連通させていることを特徴とする竪型石灰焼成炉の冷却構造。
   

Images