JPS6015567B2 - 溶融シリカの製造法およびその装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、溶融シリカの製造法およびその装置、さらに
詳しくは、竪型子熱炉により珪石や珪砂等の原料を予熱
して、Ｑ−石英から８一石英に転移させ、その子熱原料
を下部の溶融炉に順次に自重により落下供鴇塙して高い
生産効率のもとで溶融シリカを製造する方法およびその
装置に関する。

従来から溶融シリカは珪石や珪砂などを電熱やガスの火
陥等の熱源によって溶融することにより製造されている
。

また、原料の蓮石や蓮砂はＳｉ０２純度滋％以上のＱ−
石英であって、これを温度１８００つ○以上に加熱して
溶融シリカを製造する場合、予熱すると熱経済上有利で
あることから、例えばマツフル炉などによるバッチ炉や
ロータリーキルンなどによる連続炉等の子熱手段で子熱
することが提案されている。

しかし前者の如くバッチ式で子熱する場合は量産性に劣
り、後者の如く連続的に予熱する場合は童産性は優れて
いるが熱効率が悪く、しかもＱ一石実の転移点５２チ０
以上に予熱することが困難である。すなわち、ロータリ
ーキルンで転移点以上に子熱すると、構造的変化により
粉化して多量の徴粉末が発生し、原料の飛散損失が大と
なり、その歩止りが低下すると共にその回収設備など多
大の費用を必要とする。本発明は、これらの欠点を解決
することを目的とするものであって、具体的には、竪型
の予熱炉の下部に溶融炉を連結し、この予熱炉内におい
て、原料珪石や原料珪砂を上記転移点以上の高温まで予
熱し、この高温のまま溶融炉に供聯合することにより、
溶融シリカの燃料費を低下させると共にその生産性を向
上させることができる溶融シリカの製造法およびその装
置を提案する。

すなわち、本発明は、竪型の子熱炉の下部に接続管を介
して溶融炉を連結し、この予熱炉の上部から、粒径５仇
肋以下の珪石、珪砂等の原料を供給するとともに、予熱
炉内において原料を珪石や珪砂の転移温度以上の温度に
加熱して原料中のＱ−石英を３−石英に転移させ、その
後、これを溶融炉に落下供給して溶融シリカを製造する
ことを特徴とする。

また、本発明は、竪型の子熱炉の下部に接続管を介して
溶融炉を連結し、この予熱炉の上部に原料供給口を設け
る一方、この原料供給口下側には、原料が堆積しその原
料安息角で傾斜する原料堆積部の傾斜面に沿って原料が
落下するよう、障壁板を形成し、障壁板を介して落下し
た原料が直下で加熱できるよう、子熱炉上部に燃料供給
ノズルを設け、予熱原料は前記接続管から溶融炉に供給
するよう構成して成ることを特徴とする。

以下、図面に従って本発明をさらに説明する。第１図お
よび第２図はそれぞれ本発明の実施例に係る製造装置の
原理説明図である。まず、第１図に示すように、予熱炉
３の下部には連結管８を介して溶融炉９を連結する。

この予熱炉３は竪型でしかも箱形であって、その予熱炉
３の上部には原料供給口２を設けて、原料である珪石や
珪砂は原料タンク１から供給口２を経て供給される。予
熱炉３内において原料供給口４の下側には障壁板５を設
けて、供給口２からの原料は障壁板５上に供給される。
この場合「原料粒径は５仇舷以下で、しかも、１側禾満
のものが少ないので、なるべく粒度が揃ったものが好ま
しい。この理由は、第１に、５仇吻をこえると原料タン
ク１から予熱炉３に供給する場合供給口２が閉塞し易く
、自重によって円滑に供給が困難であるからである。ま
た、第２に、障壁板５は原料を出来るだけ満溜させると
共に一度に大量の原料を落下させないようにして、炉内
で十分に熱交換させるために設けられ、しかも、この障
壁板５上には原料が堆積し、その煩斜面に沿って原料が
落下するが、この場合に原料の粒径が上記の範囲内にな
いと、煩斜面に沿って平均にしかも定量的に落下し難く
、必然的に均一に予熱できないからである。

また、予熱炉３の上部には燃料供給ノズル６を設けて、
このノズル６から液体または気体の燃料および空気を供
給して燃焼させる。

この場合、ノズル６はその直下付近に原料が障壁板５を
経て堆積できる位置に配設し、原料をその転移点以上に
予熱する。また、障壁板５は通常予熱炉３の側壁に固定
するか天井から吊下げれば十分であり、その材質として
は山２０３，Ｚｒ０２，Ｓｉ３Ｎ４，ＳＩＣ，Ｓｉ０２
などの耐火材料の１種以上を適当に配合して炉内温度に
耐えるようなものが用いて構成するが、好ましくは、不
純物が溶融シリカに混入するのを防止することを考慮す
るとＳｉ０２質のものである。

また、障壁板の取付位置は炉内温度が高温１０００ｑｏ
以上とする場合はなるべく原料供給口の下部に近い所に
設けることが好ましい。このように予熱炉を構成すると
、原料供給口２から供給された原料は、まず障壁板５に
落下し、その上に堆積するが、その堆積部は所定の安息
角で傾斜し、その安息角による斜面（粒径５仇吻以下の
原料では安息角は３０〜４０ｏである）に沿って後続原
料は定量的に燃料供給ノズルの直下付近に落下供給され
、そこで滞溜してノズル６によって加熱される。

この際、障壁板５の取付位置によって原料の堆積位置が
自在に変えることができ、ノズル６の直下において原料
が落下堆積するため、原料は頚射、対流および伝熱によ
って均一に、しかも十分に熱交換することが可能であり
、また障壁板５自体も直接原料との綾触が無くなるため
、その表面が摩耗などなく長期間使用することができる
。また、予熱炉の下方部に堆積された原料は前記した燃
料供給ノズルからの火陥によって炉内が加熱されるので
、たやすく５００ｑ０以上の温度となるが、本発明にお
いてはＱ一石英の転移点以上の温度まで加熱し、８一石
葵とする。

従って、炉内温度は１０００〜１５００ｑｏ程度となる
ように操作する。このように、高温で原料を子熱し、Ｑ
−石英は５２３ｑｏの転移点以上で８一石英とするが、
このＱから８石英に転位するときに密度が低下するため
構造破壊が生じ粉化が促進される。予熱炉は竪型であり
、その下部に溶融炉を直結したものであるから、子熱炉
で原料が粉化しても、ロータリーキルンのように飛散す
る恐れはなく、押出手段７により連結管８に押出すと、
直接予熱原料は十分子熱した状態で溶融炉に供給するこ
とができる。なお、押出手段７としては、例えば駆動部
に炉外に設けたピストン式のようなもので十分であり、
それによって間欠的に押出すことによりその連絡管８か
ら定量的に順次十分予熱されたものから溶融炉９に供給
できる。また、溶融炉９は温度１８００『０以上の温度
となるように電熱やガスにより加熱されるよう構成すれ
ば十分である。

また、他の実施例として第２図に示すように子熱炉３の
上部に２ケの上部供給口４および２ケの燃料吹込ノズル
６を設け、炉底の両側面にから炉の中央部の連結管８に
向って原料が煩斜面を形成するように原料を落下させ、
その傾斜面を上部からの火陥により予熱し、これを押出
手段により運続管８に供給するように構成すればごらに
子熱能力を向上させることができる。

以上、説明したように本発明は、竪型の予熱炉と溶融炉
とを連結管に介して接続し、この子熱炉において原料の
Ｑ一石英を８一石英となるように高温で加熱してから、
溶融炉に供給するため、従来の方法に比べて原料をその
転位点温度〜１０００℃の如く高温に予熱でき、全体と
して溶融シリカの燃料効率を向上させ、燃料費を低下さ
せると共に溶融炉の生産性を向上させることができる。

また、原料供給ならびに流通においても原料の重力を利
用するので燃料と押込手段のエネルギーを必要とするほ
か、特にエネルギーを委せず省エネルギ−の装置であり
、またバックフィルターなどの特別のダスト回収装置な
ど必要としないすぐれたものである。

【図面の簡単な説明】

第１図ならびに第２図は本発明の実施例に係る製造装置
の断面図である。 符号、１・・・・・・原料タンク、２・・・・・・原料
供給口、３・・・・・・予熱炉、４・・・・・・供給口
、５・・・・・・障壁板、６・・…・燃料供繋合ノズル
、７・・・・・・押出手段、８・・…・連続管、９・・
・・・・溶融炉。 第１図 第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 竪型の予熱炉の下部に接続管を介して溶融炉を連結
   し、この予熱炉の上部から、粒径５０ｍｍ以下の珪石、
   珪砂等の原料を供給するとともに、予熱炉内において原
   料を珪石や珪砂の転移温度以上の温度に加熱して原料中
   のα−石英をβ−石英に転移させ、その後、これを溶融
   炉に落下供給して溶融シリカを製造することを特徴とす
   る溶融シリカの製造法。 ２ 竪型の予熱炉の下部に接続管を介して溶融炉を連結
   し、この予熱炉の上部に原料供給口を設ける一方、この
   原料供給口の下側には、原料が堆積しその原料安息角で
   傾斜する原料堆積部の傾斜面に沿つて原料が落下するよ
   う、障壁板を形成し、障壁板を介して落下した原料が直
   下で加熱できるよう、予熱炉上部に燃料供給ノズルを設
   け、予熱原料は前記接続管から溶融炉に供給するよう構
   成してなることを特徴とする溶融シリカの製造装置。