JPS5846462B2 - セメントクリンカの焼成装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ロータリキルン尻上に立設された仮焼炉を備
えたセメントクリンカの焼成装置に関し、特にその仮焼
炉の改良に関する。

在来の成る仮焼炉は、ロータリキルンからサスペンショ
ンプレヒータに至る立上り管の位置に形成されて成る。

この仮焼炉は、既設のサスペンションプレヒータに関連
して、その最後段のサイクロンを一部改造することによ
って容易に実現することができるという大きな利点があ
る。

仮焼炉の下部は逆円錐形に形成され、管状のスロート部
を介してロータリキルン尻に接続される。

このスロート部におけるキルン排ガスの上向き速度は、
サスペンションプレヒータから仮焼炉内に投入される原
料がロータリキルンに落下してしまわないように、原料
を仮焼炉内に吹上げ得るように配慮して選ばれている。

しかし、上述のごとき配慮を行なっても、従来では仮焼
炉内に投入された原料がロータリキルンに落下していわ
ゆるショートパスが生じる。

このショートパスが生じることにより、次のような問題
（１）〜（３）が生じる。

（１）仮焼炉内で原料の脱炭酸反応が充分に行なわれず
、そのため熱交換効率が低下し、したがって熱消費が増
大する。

また（２）スロート部において原料による瞬間的な閉塞
が生じ、それによって静圧が変動して運転が不安定にな
る。

さらに（３）脱炭酸反応がロータリキルン内で行なわれ
るので、ロータリキルン内で炭酸ガスが発生し、そのた
め原料が流動化してロータリキルン内を早く通過してし
まうフラッシングと呼ばれる現象が生じ、原料が完全に
焼成されない。

スロート部を長くすれば、上述の原料がロータリキルン
にショートパスすることを幾分防ぐことができる。

しかしそのようにすると、スロート部に生じたコーチン
グを除去するために過大な労力が必要とされる。

またスロート部を長くすれば、焼成装置全体が高くなっ
て不経済である。

したがって本発明の主な目的は、スロート部を比較的短
くして、しかも仮焼炉に投入された原料がロータリキル
ンに直ちに落下してしまうことを防ぐことである。

以下、図面を参照して本発明の一実施例を説明する。

第１図は本発明の一実施例のセメントクリンカの焼成装
置の系統図である。

仮焼炉１０は、サスペンションプレヒータ２０とロータ
リキルン３０との間においてキルン尻３２の直上にスロ
ート部１３を介して立設配置される。

原料粉末は、その経路が実線矢符で示されるように、ダ
クト２１に投入された後、下方からの熱ガスに吹き上げ
られて熱交換され、サイクロン２２で捕集されて下段に
落下し、このような過程を経て、ダクト２３→サイクロ
ン２４→ダクト２５→サイクロン２６に至り、その結果
６００〜７００’Ｃ程度まで予熱され、かつ原料中の石
灰石は５〜１０φ程度まで脱炭酸される。

サイクロン２６からの原料粉末は、シュート２Ｔを介し
てバーナ３３を備える仮焼炉１０に導かれてほぼ完全に
脱炭酸される。

こうして仮焼された原料は、排ガスとともにダクト２８
を経てサイクロン２９に至り、ここで捕集すしてロータ
リキルン３０に送入される。

ロータリキルン３０では、バーナ３１によって原料が焼
成されてクリンカとなり、クリンカクーラ４０で冷却さ
れて製品となる。

熱ガスは、その経路が破線矢符で示される。

ロータリキルン３０の原料入口側すなわちロータリキル
ン尻３２からの９００〜１１００℃程度の燃焼排ガスは
スロート部１３を経て仮焼炉１０の炉底に至る。

またクリンカクーラ４０から抽気された６００〜８００
℃程度の高温の燃焼用２次空気は、ダストチャンバ５０
から２次空気ダクト５１を通り、仮焼炉１０に接線方向
で導入されて仮焼炉１０内で旋回流を生じる。

仮焼炉１０からの熱ガスは、ダクト２８→サイクロン２
９→ダクト２５→サイクロン２６→ダクト２３→サイク
ロン２４→ダクト２１→サイクロン２２の経路で導かれ
て、原料と熱交換して送風機６０から電気集塵機６１を
経て誘引排出される。

第２図は仮焼炉１０の下部付近における縦断面を示し、
第３図は第２図の切断面線■−■に沿う断面図である。

仮焼炉１０は、円筒状の大径筒体３４と、その大径筒体
３４の下端に同心に接続されかつ下方に向けて先細りに
形成された錐体３５とを含む。

錐体３５の下端は、横断面正方形のスロート部１３を介
して、ロータリキルン尻３２に接続される。

大径筒体３４の下部と錐体３５とには、仮焼炉１０内に
燃料を噴射する複数のバーナ３３が円周方向に隔置され
る。

大径筒体３４の下部には、接線方向に２次空気ダクト５
１が接続される。

その２次空気の取入口３６の上方に近接してシュート２
７の原料投入口３７が設けられる。

バーナ３３は１次空気吹込筒を具備してもよい。

錐体３５は、角筒状のスロート部１３の４つの平面にそ
れぞれ連接する４つの平面部分３８と、各平面部分３８
相互間の４つの曲面部分３９とから成る。

各曲面部分３９は、その上端において大径筒体３４と同
一径を有しかつその下端においてスロート部１３の対角
線の長さを直径とする円錐体の一部分である。

各平面部分３８は、上向きに先細りとなっており、大径
筒体３４との接続位置で終る。

ロータリキルン尻３２からスロート部１３内を上昇する
キルン排ガスは、スロート部１３の鉛直軸線付近におい
て高流速域４２を有する速度分布４１をもって仮焼炉１
０内に噴入される。

接線方向に破線矢符４３のように送入される２次空気ダ
クト５１からの２次空気は、仮焼炉１０内で水平方向に
旋回する。

原料投入口３７からの原料は、取入口３６からの２次空
気よりも上方から投入され、２次空気の旋回流によって
実線矢符４４のごとく水平方向に旋回される。

原料は、その水平旋回流による遠心力によって、錐体３
５の内壁に寄せられる。

そして原料は、錐体３５の内壁に沿って、すなわち錐体
３５の平面部分３８と曲面部分３９とに沿って、旋回す
る。

原料が錐体３５の内壁に沿って落下する力Ｗ１は、原料
および内壁面間の摩擦力を無視すると、次式（１）で表
わされる。

Ｗ１＝ｍｇｓｉｎθ−ｒｎ￥”ＣＯ”θ＝ｍ （ｇ ｓ
ｉｎθ４０Ｓθ）−（１）ここでｍは原料の質量、ｇは
重力加速度、■は原料の周速度、ｒは原料の回転半径、
θは錐体３５と水平面との威す角ｔである。

ｍｇは原料の鉛直下向きの重力、ｍ７−は原料に作用す
る遠心力をそれぞれ表わす。

第（１）式から、内壁面に沿って落下する原料の加速度
αは、次式（２）のごとくなる。

Ｃ１： ｇ ｓｉｎθ−ｙＦ−ＣＯ８θ −
・−・−（２）平面部分３８においては、回転半径ｒ＝
のであるので、第（２）式から加速度α＝ ｇ ｓｉｎ
θとなり、曲面部分３９における原料の下向き加速度α
よりも大である。

そのため曲面部分３９から平面部分３８に移動すること
によって、原料の落下速度が増大される。

したがって原料が曲面部分３９を矢符５４のように移動
して平面部分３８に達すると、矢符５５のようにさらに
急な下向きの角度で落下してゆく。

原料が曲面部分３９から平面部分３８に移るとき、両面
部分３８．３９の接続位置付近で、原料は平面部分３８
に衝突して周速度成分が低下される。

このようにして前述の２つのパラグラフで述べたことか
ら、錐体３５の内壁に沿って旋回する原料は、下降する
につれてその落下速度が増大してゆく。

また原料が錐体３５の内壁に垂直に押付けられる力Ｗ２
は、次式（３）で表わされる。

平面部分３８においては、回転半径ｒ−（１）であるの
で、平面部分３８の内壁に押付けられる力Ｗ ２ ＝
ｍ ｇ ｃｏｓθとなり、曲面部分３９の内壁に押付け
られる力Ｗ２よりも小さい。

そのため錐体３５の内壁に沿って旋回する原料は、平面
部分３８の内壁から比較的離れやすくなってゆく。

上述のごとく平面部分３８を含む錐体３５の内壁を旋回
しながら下降してゆく原料は、その落下速度を増大して
ゆくことにより垂直落下の慣性を増大し、かつ平面部分
３８の内壁から離れやすくなってゆく。

そのため錐体３５の内壁に沿ってその下端からスロート
部１３内に落下する原料は、スロート部１３の鉛直軸線
付近にまで到達する傾向がある。

鉛直軸線付近は、キルン排ガスの高流速域４２である。

したがって原料は、キルン排ガス上昇流によって上方に
吹上げられる。

そのため原料がスロート部１３からロータリキルン３０
にショートパスすることが防がれる。

この実施例では、スロート部１３は角筒状に形成されて
いるので、キルン排ガスの上昇流速したがって流路断面
積が同一の円筒状にスロート部を形成した場合に比べて
、局長が長い。

そのため単位局長当りの原料分散量が比較的小さい。

したがって原料が比較的薄い層を成して落下することに
なる。

そのため原料が吹上げられ易い利点がある。また円筒形
よりも角筒形のスロート部１３の方が、壁面が平面で構
成されているのでコーチングを除去し易い。

さらにバーナ３５からの燃料がダクト５１からの２次空
気によって燃焼されてできた還元性雰囲気にキルン排ガ
スが混合される。

このとき原料はキルン排ガス高流速域４２に落下するの
で、キルン排ガス上向き速度が減少されてキルン排ガス
が仮焼炉内を吹抜けることが防止される。

そのためキルン排ガスと還元性雰囲気との混合がよくな
り、キルン排ガス中のＮＯｘが低減される。

第４図は本発明の他の実施例の縦断面図であり、第１図
〜第３図示の実施例に対応する部分には同一の参照符を
付す。

この実施例では、錐体４５は、４つの平面部分４６と、
曲面部分４７とから成る。

平面部分４６は、スロート部１３の各平面にそれぞれ連
接され、錐体４５の途中まで延びる。

第５図は本発明の他の実施例の縦断面図であり、第１図
〜第３図示の実施例に対応する部分には同一の参照符を
付す。

この実施例では、錐体４８は、スロート部１３の各面に
連接される４つの第１平面部分４９と、その第１平面部
分４９の上端にそれぞれ連接される４つの第２平面部分
５２と、第２平面部分５２相互間の４つの曲面部分５３
とから成る。

スロート部１３は、横断面正方形の角筒状に限定されず
、円筒状または三角形、五角形などの多角形状に形成さ
れてもよく、それに応じて錐体３５．４５，４８の平面
部分の数を変え得る。

また錐体は、その内面が部分的に平面であればよく、外
形は如何なる形状でもよい。

またスロート部１３に導入されるキルン排ガスは、キル
ン排ガスの全量あるいは一部であってもよく、またキル
ン排ガスを他のガスたとえばタリンカクーラからのガス
と混合してスロート部１３に導入するようにしてもよい
。

さらに、キルン排ガスの一部を仮焼炉１０内に接線方向
に導入してもよい。

仮焼炉１０は、バーナ３３を備えなくてもよい。

上述のごとく本発明によれば、仮焼炉下部の錐体を曲面
と平面との組合せ形状としたので、錐体の内壁に沿って
旅回しながら下降する原料は、落下速度が増大してゆく
とともに、周速度が低下してゆき、かつ内壁から離れや
すくなってゆく。

そのため原料はスロート部の軸線付近のキルン排ガスの
高流速域に到達するように落下し、上方に吹上げられる
。

そのためスロート部からロータリキルンに原料が落下し
てショートパスすることが防がれる。

そのため仮焼炉内における熱交換効率が向上され、した
がって熱消費が不所望に多くなることが防がれる。

原料がキルン排ガスの高流速域に達するので、仮焼炉内
で原料が充分に分散され、熱交換効率が向上する。

原料のロータリキルンへのショートパスが防がれるので
、ロータリキルン内で原料の脱炭酸反応が生じることが
防がれ、原料のフラッシングが生じることがない。

またスロート部の原料による瞬間的な閉塞が生じないの
で、静圧の変動がなく、したがってロータリキルンを安
定的に運転することができる。

さらにスロート部を短くすることができるので、スロー
ト部に生じたコーチングの除去に要する労力が低減され
るとともに、焼成装置全体の高さを低くして設備費を低
減することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のセメントクリンカの焼成装
置の系統図、第２図は仮焼炉１０の下部付近における縦
断面図、第３図は第２図の■−■線視目視目視断面図４
図び第５図は本発明の他の実施例の縦面図である。 １０・・・・・・仮焼炉、１３・・・・・・スロート部
、２０・・・・・・サスペンションプレヒータ、２γ・
・・・・・シュート、３０・・・・・・ロータリキルン
、３２・・・・・・ロータリキルン尻、３４・・・・・
・大径筒体、３５，４５．４８・・・・・・錐体、３８
．４６・・・・・・平面部分、３９，４７゜５３・・・
・・・曲面部分、４０・・・・・・クリンカクーラ、４
９・・・・・・第１平面部分、５２・・・・・・第２平
面部分。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ロータリキルン尻に立設された仮焼炉にサスペンシ
   ョンプレヒータからの原料を投入スルシュートを接続し
   、仮焼炉内で噴入するガスとともにその原料を水平旅回
   させて仮焼するセメントクリンカの焼成装置において、
   前記仮焼炉は、大径筒体と、その大径筒体の下端に接続
   されかつ内面が曲面部分と平面部分との組合せから成り
   かつ下方に向けて先細りに形成された錐体とを含み、そ
   の錐体の下端はスロート部を介してロータリキルン尻に
   接続されていることを特徴とするセメントクリンカの焼
   成装置。 ２ 前記大径筒体は円筒形であり、前記スロート部は角
   筒状であり、前記錐体は、前記スロート部の各平面にそ
   れぞれ連接する平面部分と、それら平面部分相互間の曲
   面部分とから戒ることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載のセメントクリンカの焼成装置。