JPH0796463B2 - セメントクリンカの焼成方法および装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 a.産業上の利用分野 本発明は、セメントクリンカの焼成方法および装置に関
する。さらに詳しくは、熱効率の良い流動層焼成炉を用
いて安定操業ができ、熱量原単位が低いセメントクリン
カの焼成方法および装置に関する。

b.従来の技術 従来、サスペンションプレヒータによって予熱したセメ
ント原料を仮焼炉に導入し、これを仮焼炉で仮焼したの
ち、ロータリーキルンに導入して焼成する方法に換え
て、熱効率の良い流動層焼成炉で焼成してセメントクリ
ンカを得る方法および装置は公知である。

c.発明が解決しようとする問題点 しかし、該方法または装置においては、流動層焼成炉に
供給するセメント原料が、粒子径が不均一な粉末である
ため、流動層において充分に流動化されず、該セメント
原料が流動層外に飛び出し、流動層焼成炉における焼成
装置が安定せず、セメント焼成工程全体を安定に操業さ
せることができないという問題点があった。

d.問題点を解決するための手段 そこで、本発明者らは、セメント焼成における熱効率が
良い流動層焼成炉を用いて安定操業ができ、かつ熱量原
単位が低いセメントクリンカの焼成方法および装置を得
るべく鋭意検討を重ねた結果、仮焼炉を高温部と低温部
に分け、該高温部と低温部にサスペンションプレヒータ
によって予熱されたセメント原料を所定割合に振り分け
て供給し、高温部に供給したセメント原料を半溶融状態
にしてこれを低温部に導入して低温部に供給したセメン
ト原料をその表面に付着させて造粒し、この造粒したセ
メント原料より一定の粒子径以上の粒子を流動層焼成炉
にて焼成することにより、上記問題点を解決することが
できることを見出し、本発明を達成した。

すなわち、本発明は、サスペンションプレヒータで予熱
されたセメント原料を分割して仮焼炉の低温部と高温部
とに振り分けて供給し、高温部に供給したセメント原料
粒子の表面を高温部において半溶融状態としてこれを低
温部に導入し前記低温部に供給したセメント原料をその
表面に付着させることによって造粒したのち、造粒され
たセメント原料を微粒子分と粗粒子分とに分級し、粗粒
子分は流動層焼成炉に導入して焼成し、微粒子分は仮焼
炉の高温部に戻すことを特徴とするセメントクリンカの
焼成方法および装置を提供するものである。

以下、図面を参照して本発明を説明する。第１図は本発
明の一実施態様を示し、第２図はその特徴部分を示す拡
大模式図である。

なお、図面において、実線矢印はセメント原料の移動方
向を、点線矢印は圧送気または燃焼ガスの移動方向を示
し、またサスペンションプレヒータは、簡単のために模
式的な系統図で示している。

本発明においてセメント原料を予熱するために用いるサ
スペンションプレヒータ１は、従来セメント原料の予熱
に用いられているいずれの形式のサスペンションプレヒ
ータも使用することができ、特に制限されない。

また、仮焼炉２は、サスペンションプレヒータ１によっ
て予熱されたセメント原料を該仮焼炉２の高温部３と低
温部４に所定割合に振り分けて供給する振り分け部５に
よってサスペンションプレヒータ１と連通され、オリフ
ィス６を介して下段の高温部３と上段の低温部４に分割
されて構成される。

上記仮焼炉の高温部３は、供給されたセメント原料の脱
炭酸反応、クリンカ生成反応の進行およびセメント原料
を半溶融状態にする温度、例えば1200〜1300℃に保持す
るためにセメント原料を加熱するバーナー７が配設さ
れ、またその底部８には、半溶融状態となったセメント
原料を上段に設けた低温部４に上記オリフィス６を通っ
て移送する圧送気の導入口９を有し、該導入口９は導管
10を介して後述の流動層冷却部と連通している。また上
記高温部３には、分級器によって分級された微粒子分を
導入する再導入口11が配設されている。

上記仮焼炉２の低温部４は、サスペンションプレヒータ
１より供給されるセメント原料を導入するセメント原料
導入口12および高温部３より導入された半溶融状態のセ
メント原料に上記サスペンションプレヒータ１より供給
されるセメント原料を付着させて造粒したセメント原料
を、分級器13に供給するサイクロン14に導出する導出口
15が配設されている。また上記低温部４内の温度は、高
温部３より導入された半溶融状態のセメント原料に上記
サスペンションプレヒータ１より振り分け部５を通じて
供給されるセメント原料を付着させるに適した温度、例
えば900〜1000℃に保持される。

上記仮焼炉の低温部４において造粒されたセメント原料
を所定の粒子径で分級する分級器13は、上記仮焼炉２の
低温部４で造粒されたセメント原料を導入する導入口1
6、分級した微粒子分を上記仮焼炉２の高温部３に配設
された再導入口11と連通する微粒子分導出口17を有し、
その底部に配設された供給口18はセメント原料より分級
された粗粒子分を流動焼成する流動層焼成炉20に連通さ
れている。

分級器13より供給されたセメント原料を焼成する流動層
焼成炉20には、供給されたセメント原料を焼成するため
に必要な加熱手段としてバーナー21が配設され、その底
部22は焼成されたセメント原料を冷却する流動層冷却部
23と連通している。

該流動層冷却部23は、流動層焼成炉20においてセメント
原料を流動化させ、また焼成炉２の高温部３で半溶融状
態となったセメント原料を低温部４に移送するための圧
送気を供給するポンプ24と連通する圧送気供給部25、お
よび該圧送気を仮焼炉２の底部に設けた圧送気の導入口
９に連通する圧送気導出口26を有し、その底部には流動
層冷却部で冷却されて生成したセメントクリンカーをセ
メントクリンカー排出口27から排出するために底部28に
堆積したセメントクリンカーを押し出すピストンフィー
ダー29が配設されている。また該圧送気導出口26と仮焼
炉２の底部の圧送気の導入口９とを連結する導管10内に
は、仮焼炉２内に導入される圧送気を調節するダンパ30
が配設されている。

本発明の焼成方法および装置によってセメントクリンカ
ーを得るには、まずサスペンションプレヒータ１のセメ
ント原料供給口31より供給され、サスペンションプレヒ
ータ１によって予熱されたセメント原料は、導入口32か
ら仮焼炉２の手前に配設された導管38に導入され、固体
であるセメント原料がサイクロン33で捕集され、捕集さ
れたセメント原料は導管34を通って原料振り分け部５に
入り、ここで仮焼炉２の高温部３と低温部４に所定の割
合に振り分けられる。該原料振り分け部５は、セメント
原料を所定の割合に振り分けるものであるが、例えば二
又シュートと振り分け板からなる構造のものを使用する
ことができる。また仮焼炉２の高温部３と低温部４に振
り分けるセメント原料の割合は、特に限定されるもので
はないが、通常重量比で7:3〜6:4が好ましい。

原料振り分け部５によって仮焼炉２の高温部３に振り分
けられたセメント原料は、導管を通って高温部３の導入
口35から高温部３に導入され、高温部３の内部温度によ
ってその脱炭酸反応およびクリンカ生成反応の一部を行
うとともに、その表面が半溶融状態となる。

次いで、半溶融状態になったセメント原料粒子は、高温
部３の底部の圧送気の導入口９から導入される圧送気に
よって低温部４に移送され原料振り分け部５から低温部
４に供給されるセメント原料がその表面に付着して造粒
される。このとき、高温部３と低温部４の間に介設され
たオリフィス６によって、該圧送気は上記噴流となり、
高温部３から低温部４へのセメント原料粒子の移送を容
易にし、併せて低温部４における半溶融状態になったセ
メント原料粒子および振り分け部５から低温部４に供給
されるセメント原料との混合を活発にして半溶融状態に
なったセメント原料粒子表面へのセメント原料の付着を
促進し、低温部４での造粒を促進することができる。

低温部４で造粒されたセメント造粒粒子は、導出口15よ
り導管36を通ってサイクロン14に導入され、圧送気およ
び燃焼ガスと分離して捕集される。捕集されたセメント
造粒粒子は、導管37を通って分級器13に供給される。分
離された圧送気および燃焼ガスは、導管38を通ってサス
ペンションプレヒータ１内に入り、その有する熱によっ
てセメント原料を予熱する。

分級器13に供給されたセメント造粒粒子は、所定の粒子
径を境界値として分級される。例えば300μｍ以上の粗
粒子分と300μｍ以下の微粒子分に分級される。分級さ
れた粗粒子分は供給口18を通って流動層焼成炉20に供給
され、また微粒子分は、微粒子分導出口17より導管39を
通って、仮焼炉２の高温部３に配設された再導入口11よ
り仮焼炉２の高温部３に再度供給される。

流動層焼成炉20に供給された粗粒子分は、その底部22よ
り流動層冷却部23から導入される圧送気によって流動化
されるとともに、バーナー21によって焼成され、完全に
セメントクリンカーとなる。

流動層焼成炉20で生成したセメントクリンカーは、流動
層冷却部23で冷却されて下方に沈下しその底部28に堆積
する。

堆積したセメントクリンカーは、セメントクリンカー排
出口27から、順次、ピストンフィーダー29により押出さ
れて外部に搬出され製品となる。

本発明方法および装置におけるセメント原料のクリンカ
生成反応は、仮焼炉２の高温部３においてその生成反応
の70％が進行し、また流動層焼成炉20では30％のクリン
カ生成反応が行われ、さらに生成したクリンカの熟成が
行われる。

また、上記仮焼炉２の高温部３のバーナー７と流動層焼
成炉20のバーナー21の焚量比は、7:3〜9:1の範囲で行う
のが好ましい。

なお、流動層冷却部23から仮焼炉２、流動層焼成炉20、
サイクロン14、33、サスペンションプレヒータ１、さら
に分級器13から仮焼炉２の高温部３に微粒子分を再送す
る導管39等において、それぞれセメント原料を移送する
圧送気は、ポンプ24から圧送気供給部25を通って流動層
冷却部23に供給され、各部で熱交換を行って、サスペン
ションプレヒータ１の頂部に配設した抽気導管40と連通
した抽気ポンプ41によって抽気され外部に排出される。

e.実施例 以下の配合組成からなるセメント原料を、第１図に示す
本発明の実施態様であるセメントクリンカ焼成装置に投
入して焼成した。

石灰石 78.6％ 粘土 20.0％ 鉄原料 2.4％ サスペンションプレヒータで予熱したセメント原料は、
振り分け部によって高温部と低温部に7:3の割合で供給
され、また仮焼炉の高温部の温度は1200〜1300℃、低温
部の温度は900〜1000℃、分級器において300μｍを境界
値として粗粒子分と微粒子分に分級した。また流動層焼
成炉における焼成温度は、1350〜1450℃に調整してセメ
ントクリンカを製造した。このとき、流動層焼成炉より
セメント原料が飛び出すことはなかった。

その結果、流動層焼成炉の操業を安定に行うことがで
き、また熱量原単位は630Kcal/kg・clとなり、従来に比
べて10％低減したものとなった。

f.発明の効果 本発明の方法または装置によれば、焼成炉よりセメント
原料が飛び出すことによって安定な操業ができないとい
う従来の流動層焼成炉を用いたセメントクリンカ製造方
法の欠点を解決し、安定操業を行うことができ、しかも
流動層焼成炉を用いるため、熱効率がよく、熱量原単位
を従来に比して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態様を示す模式図、第２図は本
発明の特徴部分を説明する拡大模式図である。 １……サスペンションプレヒータ、 ２……仮焼炉、３……仮焼炉２の高温部、 ４……仮焼炉２の低温部、 ５……振り分け部、６……オリフィス、 ７……バーナー、８……底部、 ９……圧送気の導入口、10……導管、 11……再導入口、12……セメント原料導入口 13……分級器、14……サイクロン、 15……導出口、16……導入口、 17……微粒子分導出口、18……供給口、 20……流動層焼成炉、21……バーナー、 22……底部、23……流動層冷却部、 24……ポンプ、25……圧送気供給部、 26……圧送気導出口、27……セメントクリンカー排出
口、 28……底部、29……ピストンフィーダー、 30……ダンパ、31……サスペンションプレヒータ１のセ
メント原料供給口、 32……導入口、33……サイクロン、 34……導管、35……高温部３の導入口、 36、37、38、39……導管、 40……抽気導管、41……抽気ポンプ。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】サスペンションプレヒータで予熱されたセ
   メント原料を分割して仮焼炉の低温部と高温部とに振り
   分けて供給し、該高温部に供給したセメント原料粒子の
   表面を高温部において半溶融状態としてこれを低温部に
   導入し前記低温部に供給したセメント原料をその表面に
   付着させることによって造粒したのち、造粒されたセメ
   ント原料を微粒子分と粗粒子分とに分級し、粗粒子分は
   流動層焼成炉に導入して焼成し、微粒子分は仮焼炉の高
   温部に戻すことを特徴とするセメントクリンカの焼成方
   法。
2. 【請求項２】サスペンションプレヒータで予熱されたセ
   メント原料を振り分ける原料振り分け部、セメント原料
   が振り分けて供給される低温部と高温部とを有する仮焼
   炉、高温部に供給したセメント原料粒子の表面を高温部
   において半溶融状態としてこれを低温部に導入して前記
   低温部に供給したセメント原料をその表面に付着させる
   ことによって造粒したセメント原料を微粒子分と粗粒子
   分とに分級する分級器、上記粗粒子分を焼成する流動層
   焼成炉および上記微粒子分を仮焼炉の高温部に戻す流通
   経路を有することを特徴とするセメントクリンカ焼成装
   置。