JPH0420786A - 塊状物焼成炉 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は粒状の石灰石、ドロマイトやマグネサイトの
ような鉱物あるいは各種の無機物質を混合・成型して作
ったペレットなどの塊状物原料を高温下で焼成して製品
を得る技術分野において利用され、特にそのための焼成
炉に間する。

〔従来の技術〕

出願人の一人は例えば特許第１２００７４２号（特公昭
５８−３２３０７）において、粒径の小さい石灰石やド
ロマイトなどの塊状物原料を能率良く焼成する竪型の焼
成炉を提案した。その焼成炉は、鉛直軸線を中心として
回転する一個の環板状の回転炉床上に小粒径原料の堆積
層を形成し、その層の表面に対する高温の炎・燃焼ガス
からの放射伝熱、及び核層を貫流する燃焼ガスからの対
流伝熱によって上記小粒径原料を加熱して約半分以上の
焼成を達成し、炉の周囲に配置したプッシャーの作用で
炉床の中央部から半焼成の原料を落下させて下部に小粒
径半焼成物の層苓形成する。

かくして、当該層の表面は高温の炎・燃焼ガスからの放
射伝熱によって加熱されるが、さらに上記落下した塊状
物の層の中央部に貫通してエゼクタとデイフユーザを上
方に向け設置し、高流速の空気を炉内に吹き出してデイ
フユーザ内に負圧を生ゼしめることによって、該デイフ
ユーザの外周にある上記塊状物層内へ燃焼ガスを吸引循
環させ、対流伝熱にて上記層中の半焼成粒塊を加熱し、
所定の焼成を達成するものである。

〔発明が解決しようとする課題〕

上述の竪型の焼成炉は、原料の処理量が大きくない場合
は能率の良い操業ができるが、処理量を大きくしようと
する場合には以下のような問題が生ずる。

すなわち、上部の回転炉床上の原料たる塊状物の層の断
面積はほぼ処理量に比例させることから、処理量が二倍
になれば断面積をも二倍にする必要があり、炉の直径を
大きくしなければならない。

上述の塊状物原料の堆積層は炉蓋に接続する内壁、炉床
及び該炉床の上部にある外壁によって構成される空間に
塊状物原料が充填されて上記堆積層を形成しているので
、炉内の高温の燃焼ガスが当該堆積層の下表面（炉内に
面する表面）から当該堆積層内に流入して堆積層の上表
面から流出する。その場合、流路は当該堆積層の下表面
と上表面間とを結ぶ最短経路及びその周辺に限られてし
まう。一方、上方から当該堆積層に供給される塊状物原
料のうち、特に外壁内面に沿って降下する原料は高温の
燃焼ガスに接触する機会が小さく、加熱・焼成が不十分
のままブツシャ−の作用で下部の塊状物層の上に落下さ
せられることになる。

下部の塊状物の層内ではエゼクタとデイフユーザの作用
で層内を循環する燃焼ガスからの対流伝熱によって、上
記の落下した未焼成原料が加熱・焼成されるが、上部の
塊状物堆積層からプッシャーによって落下させられた未
焼成の塊状物を十分に焼成せねばならず長い滞留時間を
必要とするので、これによって竪型焼成炉の能力が限ら
れでしまうことになる。

本発明はかかる従来の竪型の焼成炉の利点を活かしなが
ら、処理能力を増加するために、上記問題点を解決して
、大きな処理量に対しても高い焼成度まで能率よく焼成
できて、炉蓋面積が小さくて建設費の小さい塊状物の焼
成を行う塊状物焼成炉を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明によれば、上記目的は、 鉛直軸線を中心として回転する原板状の炉床と、上記炉
床の外周部に設けられた周壁とによって焼成空間を形成
する炉体を縦方向に複数有し、複数の炉体は、それらの
間の相対回転を許容する案内筒によって、互いの焼成空
間内が連通されると共に、炉床には下方に延びる下降管
が次段の炉床に向け設けられ、 最上段の炉体には下向きのバーナをもつ炉蓋を不動に設
け、 最下段の炉体の炉床の出口を製品取出口に連通せしめた
、 ことにより達成される。

〔作用〕

かかる本発明においては、各段の炉床に安息角をもって
形成された塊状物の堆積層は、炉内の燃焼ガスに面する
下表面とにおける放射伝熱と、該下表面から層中に流入
して上表面に至る高温燃焼ガスの対流伝熱により焼成さ
れる。そしてプッシャー等により上記下表面近傍のもの
は落下せられ、炉の下層部にてもしくは必要に応し他の
二次焼成炉により十分に焼成される。

上記炉床における堆積層の内部に存在する塊状物には上
記放射伝熱あるいは対流伝熱をもあまり受けることがな
いものがある。しかし、該内部の塊状物は下降管により
次段に案内され、繰り返し複数段の炉床で所定レベルま
で焼成される。その際、下降時に次段の堆積層の下表面
近傍に位置するようになると、そこで焼成を受け、その
段でブツシャ−により落下する。

かくして、同一面積の炉蓋であっても、本発明によれば
炉床の段数に応じて、塊状物堆積層の面積が倍増される
ので、処理能力もそれに伴い実質的に倍増される。

また、上段にて堆積層内部にあった塊状物も次段に下降
することにより炉底に落下する時点までには所定レベル
にまで焼成され全体として焼成度のむらが小さくなるの
で、炉底にある堆積層中の粒塊滞留時間を短かくしても
、焼成度は十分高く保たれる。

〔実施例〕

以下添付図面にもとづいて本発明の詳細な説明する。

第１図は本実施例装置の縦断面図である。同図において
、１は鉛直軸線であり、炉蓋２には鉛直軸線１上あるい
はその近傍に単数あるいは複数のバーナ３及び、そのた
めの燃焼用空気送入管４が設置されている。５は鉛直軸
線１を中心として回転する炉床であり、原料たる塊状物
が複数の供給管６を通じて上記炉床５上に供給され、炉
蓋２に接続する内周壁７、外周壁８及び上記炉床５によ
って構成される空間に充填されて安息角をもって塊状物
の堆積層９を形成している。

炉蓋２の下方の空間１０は燃焼室として形成され、バー
ナ３から送入された燃料の燃焼によって高温の燃焼ガス
が発生しており、燃焼時の炎及び高温燃焼ガスからの放
射伝熱によって上記堆積層９の安息角をなす下表面１１
付近に存在する塊状物が加熱焼成を受ける。

高温の燃焼ガスは上記下表面１１から堆積Ｎ９の中を貫
流し該堆積層９中を下降する原料の塊状物を対流伝熱に
よって加熱・焼成したのち、上記堆積層９の上表面１２
を経て該堆積層９外に流出し、環状の上部空間１３を通
って燃焼ガス排出管１４を経て炉外に去る。外周壁８に
は複数個のプッシャー１５が設けられ、断続的に上記堆
積層９の内部に進入して、燃焼室１０に面する下表面１
１の下端付近にある半焼成の粒塊を半径内方向に押し出
し、これを下方に落下させて下部堆積層１６の上に移動
させる。

回転炉の炉床５と外周壁８の間には水封１７が設けられ
、両者間の間隙を通ずる気体の漏洩を防止している。炉
床５は複数個の動輪１日により支持され、公知の駆動機
構により鉛直軸線１のまわりにゆっくり回転を受ける。

塊状物の堆積層９内の塊状物のうち、外周壁８の内面に
近い場所を降下する粒塊は堆積層９内部を貫流する高温
の燃焼ガスと接触する機会が少ないままに炉床５の上表
面付近に到達するので焼成度は高（ないが、炉床５には
実質的に垂直な複数個の下降管１９が設置されており、
上記の焼成度の高くない塊状物は下方に設置された第二
の回転炉床２０の上に落下供給される。その際、上段の
炉床５、下降管１９及び燃焼室内壁２１は一体として回
転している。

第二の炉床２０の外周上部には空間に固定された第二の
外周壁２２が設置され、回転する案内筒たる燃焼室内壁
２工に接続する第二の内周壁２３及び第二の炉床２０に
よって構成される空間内に焼成度の高くない上段炉床５
から落下した塊状物が充填されて、第二の堆積層２４を
形成している。

上記燃焼室１０では、バーナ３から燃料が、そして送入
管４から燃焼用空気が高流速で下方に送入されており、
その燃焼炎は上記燃焼室１０の下部空間１０°にまで到
達する。一方、炉内の底部にはエゼクタ２５及びデイフ
ユーザ２６が設けられており、これらの作用で上方に吹
き上がる循環燃焼ガス及び空気の混合ガスと激しく混合
して燃焼する。燃焼室１０の上記下部空間１０°にある
高温の炎及び燃焼ガスからの放射伝熱により上記の第二
の炉床２０上の第二の堆積層２４の下表面２７付近にあ
る粒塊が加熱・焼成を受け、さらに高温の燃焼ガスは上
記下表面２７を通じて第二の堆積層２４の中を貫流し、
対流伝熱によって塊状物を加熱・焼成した後第二の堆積
層２４の上表面２８を経て、環状をなす上部空間２９に
導かれ、第二の燃焼ガス排出管３０を経て当該竪型炉外
に去る。

空間に固定する第二の外周壁２２に対して第二の炉床２
０の回転を許容し気体の漏洩を防ぐために水封３１が設
けられる。また、第二の外周壁２２に対して燃焼室内壁
２１及び下降管１９の回転を許容し気体の漏洩を防ぐた
めに水封３２が設置されている。その際、水封３２は第
１図に示すものに限らず、例えば第２図のようなもので
あってもよい。また回転を許容しつつ気体の漏洩を防止
するものであるならば必ずしも水封に限らず、例えば第
３図、第４図、第５図のように耐熱性のあるゴム状膜３
２Ａを用いるものであっても差支えない。なお、第２図
ないし第５図において、第１図のものと共通部分には同
一符号を付して、その説明を省略する。

第１図において第二の外周壁２２のまわりには複数個の
プッシャー３３が設置され、断続的に第二の堆積層２４
中に進入して、当該層の下表面２７の下端付近の塊状物
を半径内方向に押し出して落下させ、下部の堆積層１６
の上に移動させる。

第二の炉床２０は竪型炉体３４に接続されており、動輪
３５の上に支持されて公知の駆動機構により鉛直軸線１
を中心としてゆっくり回転させられる。

その際の回転方向け好ましくは上部の炉床５と反対方向
であるが、必ずしもこれに限らず同じ方向であっても差
支えない。

第１図において３６．３６’はデイフユーザ２６を支持
するアーチであり、３７はデイフユーザを冷却保護する
ための空気ジャケットである。竪型炉体３４は、空間に
固定された製品取出口たる塊状物の排出部３８に対して
回転し、両者の間隙を通ずる気体の漏洩を防止するため
に水封３９が設けられている。

竪型炉体３４の内部の空間には上部二つの炉床５２０か
ら落下した半焼成の塊状物が既述の下部堆積層１６とし
て形成されるが、その際デイフユーザ２５の存在により
当該堆積層には上表面４０と下表面４１を有するように
なる。

かかる炉の下部において、エゼクタ駆動用空気は空気送
入管４２から回転継手４３を経て導管４４に入り、環状
のエゼクタ冷却用空気ジャケット３７に流入して該ジャ
ケットを冷却した後、導管４５を通ってエゼクタのノズ
ル４６から上方に高流速で噴出させられる。その際の高
流速噴流とデイフユーザ２６の作用によって下部堆積層
１６の下表面４１の上の空間の圧力が低くなり、これに
よって下部堆積層１６の上表面４０上の高温燃焼ガスを
該上表面４０を通って下部堆積層１６中を下方に貫流せ
しめ、対流伝熱によって塊状物を加熱・焼成する。下部
堆積層１６の下表面４１の上の空間の圧力が低くなるの
で、排出部３８の任意の位置から送入される冷却用空気
は下部堆積層１６の底部にて上方に貫流して焼成後の塊
状物を熱交換することによりこれを冷却し、自らは高温
に加熱されて下部堆積層１６の下表面４１から流出し、
下部堆積層１６の中を下方に貫流して下表面４１から流
出する燃焼ガス及びエゼクタ駆動用空気と混合しつつ燃
焼室の下部空間１０“に流出し、バーナ３から高流速で
下方に噴出される燃料のうち未燃焼のものを下部空間１
０゛　内で実質的に完全に燃焼する。

焼成の終わった塊状物は下部堆積層１６の底部において
冷却され、十分低温となって排出部３８か製品として排
出される。その際の排出機構は任意である。

第１図は回転炉床が二個の場合の例であるが、必ずしも
二個に限定されず例えば三個もしくはそれ以上であって
も差支えない。

また、従来技術としての前出の特許第１２００７４２号
（特公昭５８−３２３０７）の装置においては、唯一の
回転する炉床上の塊状物層の中を燃焼ガスの全量が貫流
するように構成されているが、当該堆積層において常温
の塊状物原料が吸熱反応の生起する焼成温度まで加熱さ
れるのに要する熱量に比して、吸熱反応を終了した当該
焼成温度の燃焼ガス及び発生した二酸化炭素ガスの保有
する顕熱が大きいので、当該堆積層内で十分な熱量交換
を行ったとしても燃焼ガスと発生した二酸化炭素ガスの
保有する熱量を十分に回収することができず、結果とし
て２７０℃近い高温のまま排出されることになり、その
持ち出す顕熱損失が大きくて熱量原単位を低下させる上
での障害になっている。

これに対し、本発明装置によるならば、二つの回転せる
炉床上の塊状物の堆積層の上部から別々に燃焼ガスを排
出することとし、熱量原単位を低下できるシステムを構
成することができる。例えば第１図において、第二の回
転炉床２０上の堆積層２４の上部から流出する燃焼ガス
流は、燃焼ガス排導管３０を経て熱交換器４７に導かれ
、ブロワ−４８、弁４９を通じて送入される燃焼用空気
と熱交換した後、低温となって導管５０を経て系外に排
出される。

熱交換器４７から出た高温の予熱空気は導管５１、弁５
２を経て燃焼用空気送入管４から燃焼室１０内に送入さ
れ、バーナ３から送入される燃料を燃焼する。

上段の炉床５の上の堆積層９の上部から流出する燃焼ガ
ス量は特許第１２００７４２号の場合に比べて少なくて
よいから、供給管６から送入される常温の塊状物原料を
焼成温度まで加熱したのち、自身は例えば１００℃程度
の低温となって燃焼ガス排出管１４から流出し、導管５
０で上記低温化された燃焼ガスと合流して全燃焼ガス排
出管５３から系外に排出される。

熱交換器４７で予熱された空気は上記のように直接燃焼
用空気として使用するに限らず、第二の炉床２０上の堆
積層２４の上部から流出した高温の燃焼ガスを燃焼室内
に循環させるためのエゼクタ駆動用空気として使用する
ことができる。すなわち第１図において弁５４と導管５
５を経た予熱空気は上部エゼクタ５６のノズル５７から
炉内の燃焼室に噴出され、第二の炉床２０上の堆積層２
４の上部から流出した高温の燃焼ガスを吸引して炉内の
燃焼室に循環することができる。上記の二つの方法のい
ずれか、あるいはその併用によって燃焼ガスの持ち出す
顕熱損失を大幅に低下させ、炉全体の熱量原単位を低下
させことができる。

また、本発明において、第１図の二点鎖線で示すごとく
上段の炉床５の内径を下段の炉床２０の径よりも小さく
すれば、下部を堆積層の上表面４０は二つの山になり平
坦化され、その結果、焼成も均一化される。

〔発明の効果〕

以上のごとくの本発明によれば、炉蓋の断面積を大きく
することなくして回転炉床上の塊状物堆積層中を貫流す
る燃焼ガスの流量を大幅に増加させることができるので
、焼成能力を一段と改善することができる。

次に、回転炉床上の堆積層中での焼成むらが少なくなる
ので、下部堆積層中で燃焼ガス循環による焼成のために
必要とする滞留時間を短縮することができ、竪炉全体と
しての焼成能力を向上させる。

また第二の回転炉床上の堆積層の上部から流出する高温
の燃焼ガスを空気熱交換することにより高温の予熱空気
を作ることができるので、これを燃焼用に用いることに
より熱量原単位を低下させることができる。高温予熱空
気はそのほか第二の回転炉床上の堆積層の上部から流出
する高温の燃焼ガスを炉内の燃焼室に循環させるための
駆動用として用いることにより、熱量原単位を下げるこ
とができる。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の一実施例装置の縦断面図、第２図ない
し第５図は第二の外周壁と回転する下降管及び燃焼室内
壁の間のシールの変形例を示す縦断面図である。 １・・・・・・・・・・・・・・・鉛直軸線２・・・・
・・・・・・・・・・・炉蓋３・・・・・・・・・・・
・・・・バーナ５．２０・・・・・・・・・炉床 ８．２２・・・・・・・・・外周壁

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）鉛直軸線を中心として回転する環板状の炉床と、
   上記炉床の外周部に設けられた周壁とによって焼成空間
   を形成する炉体を縦方向に複数有し、複数の炉体は、そ
   れらの間の相対回転を許容する案内筒によって、互いの
   焼成空間内が連通されると共に、炉床には下方に延びる
   下降管が次段の炉床に向け設けられ、 最上段の炉体には下向きのバーナをもつ炉蓋を不動に設
   け、 最下段の炉体の炉床の出口を製品取出口に連通せしめた
   、 こととする塊状物焼成炉。
2. （２）下段の炉体の上部空間が導管により、炉蓋に設け
   られたバーナの空気送入管もしくは上部エゼクタに接続
   されていることとする請求項（１）に記載の塊状物焼成
   炉。
3. （３）各段の炉床の内径は、次段に向け次第に小径とな
   っていることとする請求項（１）に記載の塊状物焼成炉
   。