JPH09169552A - グレートプレート及び該グレートプレートを備えた焼塊冷却装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 クリンカと空気の熱交換を向上させ、クリン
カの冷却を改善したグレートプレートを有する焼塊冷却
装置を提供することを目的とする。 【解決手段】 セメントクリンカ１１を冷却する焼塊冷
却装置に使用され、クリンカ１１を冷却しつつ移送する
グレートプレート５にクリンカ１１を滞留させることの
できる凹部（クリンカ一次滞留層）１４を設け、凹部１
４に滞留させたクリンカ１１並びに凹部と凹部の間のグ
レート面を滞留クリンカで覆えるような凹部（クリンカ
二次滞留層）１５をさらにその上方にも設けたグレート
プレート５である。グレートプレート５にはクリンカ冷
却用の通気孔１０がクリンカ一次滞留層部１４のグレー
トプレート両側面に設けられている。クリンカ一次滞留
層１４と二次滞留層１５には冷却されたクリンカ１１が
常時滞留し、その上方に高温クリンカ移動層１６が移動
しつつ冷却されている状態で焼塊冷却装置が運転され
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はセメント製造プラン
トに係わり、セメントクリンカを冷却しつつ移送させる
焼塊冷却装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】セメント製造工程において焼成された高
温のセメントクリンカを所定距離だけ移送する間に、空
気によってクリンカを所定温度に冷却する焼塊冷却装置
が知られており、図４、図５にその一例を示す。

【０００３】図４においてロータリキルン１から焼塊冷
却装置３に高温のクリンカが移送されるが、焼塊冷却装
置３のロータリキルン１との接続部の壁面にはロータリ
キルン１内の原料を焼成するバーナ２が設けられてい
る。焼塊冷却装置３内にはグレートプレート５が配置さ
れ、該グレートプレート５は焼塊冷却装置３内部の長手
方向においては可動グレートプレート５ａと固定グレー
トプレート５ｂが交互に重なり合い、かつその幅方向に
おいては単位幅のグレートプレートに分割されている。
可動グレートプレート５ａは駆動装置６により可動さ
れ、グレートプレート５ａ、５ｂ上に移送されたクリン
カ１１は空気室７を介して送風機８から供給されてくる
冷却空気により冷却される。冷却されたクリンカ１１は
排出口９から排出される。

【０００４】このような構造において、バーナ２により
加熱され、おおよそ１４００℃の温度を有するクリンカ
はロータリキルン１の末端より焼塊冷却装置３内に落下
し、この焼塊冷却装置３においては駆動装置６によりグ
レートプレート５上にクリンカ層を形成し、重なり合っ
た可動グレートプレート５ａ、固定グレートプレート５
ｂ上を可動グレートプレート５ａの前後運動により逐次
搬送されながら空気室７より冷却空気により急冷されつ
つ排出口９へと移動される。

【０００５】図７は従来のグレートプレート形状の側面
図で、図８は図７のＹ−Ｙ線方向より見た平面図であ
る。従来のグレートプレート５には高温クリンカの冷却
とグレートプレート５自身の保護の目的で複数の通気孔
１０が垂直方向に設けられている。図６において可動グ
レートプレート５ａと固定グレートプレート５ｂとは交
互に配置され、共に水平方向に対して約１０度上向きに
配置されて、可動グレートプレート５ａが矢印Ｚ方向に
往復運動するとグレートプレート５上に載荷されたクリ
ンカ１１は矢印Ｘ方向に移動排出される。同時に可動グ
レートプレート５ａ、固定グレートプレート５ｂの下部
より通気孔１０を通過して供給される空気１２によりク
リンカ１１が冷却される。

【０００６】クリンカ１１の表層部は高温であるが、グ
レートプレート５に近づくほど冷却された低温クリンカ
となる。供給された空気１２もグレートプレート５に近
い部分では低温であるが、クリンカ１１の表層に近付く
ほど高温になり、クリンカ１１とほぼ同一の温度となる
場合もある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】図９はグレートプレー
ト５の複数の通気孔１０を通して供給された空気１２の
挙動を模式的に示したものである。図９（ａ）と図９
（ｂ）のグレートプレート５の構造上の違いは、通気孔
１０の開口径が前者が後者の２倍となっていることであ
る。図９（ａ）、図９（ｂ）共に垂直方向に通気孔１０
が開けられているため、空気１２はクリンカ１１中では
空気バブル１３のように成りやすい。空気バブル１３は
クリンカ１１を冷却しながら、空気バブル１３自身はそ
の熱を吸収し、クリンカ１１の表面に近づくにつれ、体
積が膨張して行く。

【０００８】クリンカ１１と空気バブル１３との熱交換
はクリンカ１１表面と該クリンカ１１表面に接する空気
バブル１３表面との間の熱伝達により行われる。当該熱
伝達量は熱伝達面積に比例するため、クリンカ１１と空
気バブル１３の接触面積が大きいほどクリンカ１１の熱
がより多く空気バブル１３に伝達され、クリンカ１１は
より早く冷却されることとなる。しかし、従来のグレー
トプレート５では空気バブル１３が大きく成りやすく、
空気バブル１３へのクリンカ１１からの熱伝達が不十分
となる傾向にあり、結果としてクリンカ１１が冷却され
にくい欠点があった。

【０００９】この欠点を解決する方法としてグレートプ
レート５の通気孔１０の開口径を図９（ａ）に示す大き
なものから、より小さいものとし、クリンカ１１中で発
生する空気バブル１３の大きさを、より小さくしてクリ
ンカ１１と空気バブル１３の接触面積を増大させること
により熱伝達量を向上させる方法が最も簡単な方法とし
て考えられる。

【００１０】しかし、図９（ａ）と図９（ｂ）のグレー
トプレート５を備えた冷却装置において、両方のグレー
トプレート５の通気孔１０の開口径に違いがあっても、
クリンカ１１に供給される空気１２の量が同じとしなけ
ればならないため、図９（ｂ）に示すグレートプレート
５では図９（ａ）に示すものより通気孔１０を通過する
空気１２の速度が増加するため通過抵抗△Ｐが増加し、
空気１２を供給するために必要な送風機の必要押し込み
圧力が増大する。したがって、設置すべき送風機に大き
なコストが掛かる。例えば、図９（ｂ）に示すグレート
プレート５を有する冷却装置では、図９（ａ）のそれよ
り通気孔１０の開口径を１／２としているので、この場
合では通気抵抗が４倍になる。

【００１１】本発明はこれらの課題を解決するために開
発されたものであって、クリンカと空気の熱交換を向上
させ、クリンカの冷却を改善した，グレートプレート備
えた焼塊冷却装置を提供することを課題とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明の上記目的は次の
構成によって達成される。すなわち、キルンから供給さ
れる高温のセメントクリンカを冷却するための冷却空気
通気孔とクリンカ移送機構を有するグレートプレートを
備えた焼塊冷却装置に用いられるグレートプレートであ
って、表面に、冷却空気供給用ノズルをその側壁面に有
する第一の凹部を複数個隣接して設け、各第一の凹部を
クリンカ一次滞留層とし、該一次滞留層用の各第一の凹
部の全ての上面を覆うように第二の凹部を設けてクリン
カ二次滞留層としたグレートプレート、または、該グレ
ートプレートを備えた焼塊冷却装置である。

【００１３】上記本発明の焼塊冷却装置において、クリ
ンカ一次滞留層とクリンカ二次滞留層とを備えたグレー
トプレートをクリンカ冷却および移送用グレートプレー
トの全部または一部として使用することができる。

【００１４】また、本発明には前記焼塊冷却装置に、さ
らに焼塊冷却装置に冷却空気を供給する通風機と、該通
風機の空気供給量を通風機入口または出口において検出
する検出器と、該検出器の検出値に基づき通風機の空気
供給量制御を行う制御装置とを設けた焼塊冷却装置も含
まれる。

【００１５】本発明によれば、第一の凹部からなるクリ
ンカ一次滞留層並びに第二の凹部からなるクリンカ二次
滞留層には冷却されたクリンカが常時滞留し、その上方
に高温クリンカが移動しつつ冷却されている状態で焼塊
冷却装置が運転されていることになる。クリンカ一次滞
留層部のグレートプレート両側面に設けられている通気
孔から空気がクリンカ一次滞留層中に供給される。空気
は前記グレートプレート両側面の通気孔からクリンカ一
次滞留層中に供給される。空気はグレートプレート両側
面の通気孔から同時にクリンカ一次滞留層中に供給され
るため、該滞留層内部でぶつかりあい、その動圧を相殺
し合う。クリンカ一次滞留層中で動圧を失った空気はク
リンカ一次滞留層のクリンカの隙間を通って該滞留層中
に上昇する。この時の空気バブルの大きさはクリンカ一
次滞留層中のクリンカの隙間に同等となる。

【００１６】クリンカ一次滞留層中を上昇した空気はク
リンカ二次滞留層に入る。クリンカ二次滞留層はクリン
カ一次滞留層に比較し、面積が広くなるように構成され
ている。クリンカ二次滞留層中の空気は一次滞留層中と
同様に、この滞留層のクリンカの隙間を通って上昇す
る。クリンカ二次滞留層の上方には高温クリンカの移動
層があり、クリンカ二次滞留層中の空気は高温クリンカ
移動層の背圧を受ける。上方からの背圧を受けたクリン
カ二次滞留層中の空気は抵抗の少ないクリンカ二次滞留
層の横方向に広がりながら、高温クリンカ移動層に入
る。このように、空気がクリンカ一次滞留層、二次滞留
層を通過して高温クリンカ移動層に到達する時点では、
クリンカ二次滞留層のクリンカの隙間全体から空気が供
給されたようになり、空気の均一な分散が行われる。

【００１７】米国特許５，２８２，７４１号明細書に記
載のグレートプレートは本発明のクリンカ一次滞留層は
有するが、クリンカ二次滞留層を備えていないので、上
記本発明のクリンカ一次滞留層を通過した後の空気をク
リンカの隙間全体に均一に分散供給することができな
い。

【００１８】このように、本発明によれば、冷却される
べき高温クリンカ層に供給される空気はグレートプレー
トの凹部と低温クリンカが形成するクリンカ一次滞留層
で分散され、クリンカ一次滞留層の上部に別の凹部と低
温クリンカにより形成されるクリンカ二次滞留層でさら
に分散され、クリンカ二次滞留層上部の高温クリンカに
到達する。高温クリンカに到達した空気は従来グレート
プレート通気孔から供給される空気の１０分の１以下の
細かさの空気バブルとなる。従って、クリンカと空気の
接触面積が１０倍以上に増加し、クリンカと空気の間の
熱伝達がその接触面積に比例するため、空気によるクリ
ンカの冷却が非常に良好に行われる。

【００１９】さらに、本発明によるグレートプレートと
従来技術のグレートプレートの全通気孔面積はほぼ同等
であるため、グレートプレート自身の通気抵抗は従来技
術のグレートプレートとほぼ同等となり、本発明による
グレートプレートと同等の空気バブルを発生させるため
に必要とされる小口径の通気孔を有する従来技術のグレ
ートプレートに比較し、本発明のグレートプレートは、
その通気抵抗が大幅に低減されているため、空気供給に
必要な通風機の必要押し込み圧力は従来技術のグレート
プレートを使用した場合と同等である。

【００２０】また、本発明によるグレートプレートを使
用し、かつその空気量を通風機の入口または出口で検出
しながら制御するものは、個々のグレートプレートに供
給される空気の圧力およびグレートプレート上部の温度
を検出しながらその空気量を制御するものに比較し、ク
リンカ層厚の局部的変動に対しての空気量変動が鈍くな
るため、制御のハンチングなどのトラブルが少ない。

【００２１】

【実施の形態】本発明の実施の形態を図面と共に説明す
る。図１〜図３に示す実施例のセメント製造工程におい
て焼成された高温のセメントクリンカを所定距離だけ移
送する間に、空気によってクリンカを所定温度に冷却す
る焼塊冷却装置はグレートプレート部分を除いて、図４
に示すものと同一の構造を有するものである。

【００２２】そしてグレートプレート５の平面図を図１
に示し、図１のＡ−Ａ線矢視図を図２に示す。図２に示
すように可動グレートプレート５ａ、固定グレートプレ
ート５ｂの両方にクリンカ一次滞留層１４を形成できる
凹部と、クリンカ二次滞留層１５を形成できる凹部が設
けられている。図１はクリンカの一次滞留層１４と二次
滞留層１５を形成する凹部の開口部分が見える側の平面
図である。

【００２３】クリンカ一次滞留層１４を形成できる凹部
の長さはＬ、幅はＷ₁である。図１と図２に示す例では
グレートプレート５ａ、５ｂ全体でこの凹部は４個所有
り、凹部の壁面を形成する部分にはそれぞれ通気孔１０
が設けられている。通気孔１０は凹部１個所の片壁面に
ついて３ないし４個所設けられており、凹部両側面の通
気孔１０はそれぞれが対向する位置となっている。さら
に通気孔１０には水平方向に対して１０〜１５°の下向
き勾配を持たせている（図３参照）。

【００２４】クリンカ二次滞留層１５を形成できる凹部
は全てのクリンカ一次滞留層１４を形成する凹部を覆う
部分、すなわち、全てのクリンカ一次滞留層１４形成用
凹部の上部に設けられる。したがって、クリンカ二次滞
留層１５形成用凹部の長さはクリンカ一次滞留層１４凹
部と同じくＬであるが、幅は複数のクリンカ一次滞留層
を覆えるようなＷ₂となっている。

【００２５】図３に本実施例によるグレートプレート５
から供給される空気の運転状態を模式的に示した。

【００２６】空気１２は両側面の通気孔１０から同時に
クリンカ一次滞留層１４中に供給され、滞留層１４内部
でぶつかりあい、その動圧を失う。滞留層１４中で動圧
を失った空気は滞留層１４のクリンカ１１の隙間を通っ
て上昇する。クリンカ一次滞留層１４中を上昇した空気
１２はクリンカ二次滞留層１５に入る。クリンカ二次滞
留層１５中の空気１２は一次滞留層１４中と同様に二次
滞留層１５のクリンカ１１の隙間を通って上昇する。ク
リンカ二次滞留層１５の上方には高温クリンカ移動層１
６があり、滞留層１５中の空気１２は高温クリンカ移動
層１６の背圧を受け、抵抗の少ないクリンカ二次滞留層
１５の横方向に広がりながり、高温クリンカ移動層１６
に入る。このため、二次滞留層１５のクリンカ１１の隙
間全体から高温クリンカ移動層１６に空気１２が供給さ
れたようになり、空気１２の均一な分散が行われる。

【００２７】また、本実施例のグレートプレート５を使
用し、かつその空気量を通風機８の入口または出口で検
出しながら制御するとクリンカ１１の層厚の局部的変動
に対しての空気量変動が鈍くなるため、ハンチングなど
のトラブルが少ない制御ができる。

【００２８】本発明によれば、空気によるクリンカの冷
却が非常に良好に行われる。さらに、本発明によるクリ
ンカの冷却効率が高いにもかかわらず、グレートプレー
ト通気孔からの空気バブル発生用の通風機の必要押し込
み圧力が従来技術のグレートプレートを使用した場合と
同等である。また、本発明によると、グレートプレート
への空気供給量の制御が容易になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施例の焼塊冷却装置用グレート
プレートを示す平面図。

【図２】 図１のＡ−Ａ線に沿う矢視図。

【図３】 図１に示すグレートプレートから供給される
空気の運転状態を示す模式図。

【図４】 焼塊冷却装置を線図に示した縦断面図。

【図５】 焼塊冷却装置のクリンカ落ち口部断面視図。

【図６】 図４の焼塊冷却装置の運転状態を示す概略
図。

【図７】 従来技術のグレートプレートの断面図。

【図８】 図７のＹ−Ｙ線に沿う矢視図。

【図９】 従来技術のグレートプレート上の空気挙動を
示す模式図。

【符号の説明】

１ ロータリキルン ２ バーナ ３ 焼塊冷却装置 ５ グレートプ
レート ７ 空気室 ８ 送風機 １０ 通気孔 １１ クリンカ １２ 空気 １４ クリンカ
一次滞留層 １５ クリンカ二次滞留層 １６ 高温クリ
ンカ移動層

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 キルンから供給される高温のセメントク
   リンカを冷却するための冷却空気通気孔とクリンカ移送
   機構を有するグレートプレートを備えた焼塊冷却装置に
   用いられるグレートプレートであって、 表面に、冷却空気供給用ノズルをその側壁面に有する第
   一の凹部を複数個隣接して設け、各第一の凹部をクリン
   カ一次滞留層とし、該一次滞留層用の各第一の凹部の全
   ての上面を覆うように第二の凹部を設けてクリンカ二次
   滞留層としたことを特徴とするグレートプレート。
2. 【請求項２】 請求項１記載のグレートプレートを備え
   た焼塊冷却装置。
3. 【請求項３】 クリンカ一次滞留層とクリンカ二次滞留
   層とを備えたグレートプレートをクリンカ冷却および移
   送用グレートプレートの全部または一部として使用した
   ことを特徴とする請求項２記載の焼塊冷却装置。
4. 【請求項４】 請求項２または３記載の焼塊冷却装置
   に、さらに焼塊冷却装置に冷却空気を供給する通風機
   と、該通風機の空気供給量を通風機入口または出口にお
   いて検出する検出器と、該検出器の検出値に基づき通風
   機の空気供給量制御を行う制御装置とを設けたことを特
   徴とする焼塊冷却装置。