JPS60264350A - 白セメントクリンカの製造方法とその装置 - 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 本発明は、白セメントクリンカを製造する場合、その製
造方法として、また製造装置として利用されるものであ
る。

従来の技術 白セメントクリンカの製造においては、製品の強度と並
んで高白色度が要求される。そして、その白色度を向上
させるためには、出来る限り鉄やマンガン等の少ない原
料を使用するのは勿論であるが、製造工程においては、
クリンカを還元雰囲気で焼成するか、または酸化雰囲気
で焼成したクリンカに重油等の燃料を噴霧するなどして
還元処理を施したのち、急冷する必要があシ、とくに、
７００°Ｃ以下捷での急冷操作は空気中の酸素による再
酸化を防１にするため、空気を遮断した状態で行なわな
ければならないことが知られている。

従来は、白セメントクリンカの焼成にはロータリキルン
が使用され、ロータリキルンかう排出されるクリンカを
、空気を遮断した状態で冷却するために、水没させて急
冷していたが、ロータリキルンで焼成されたクリンカは
粒度分布が広いため、均一な冷却を行なうことができな
かった。すなわち、粗粒のクリンカが７００°０以下の
温度になるまで冷却しようとして水没時間を長くすると
、必要以」二に水量を必要とし、その場合、細粒のクリ
ンカは過冷却となり、全体としてのクリンカ温度が低く
なり過ぎて、クリンカの顕熱を燃焼用空気の予熱に利用
することができなかった。また水中から取出した後も１
′・“　付着水ＡＫ、ＡＷＩＩ、−Ｃヤ、７１強度ヵ８
イ□工よ、。

があった。さらに、高温クリンカとの熱交換により大量
の水蒸気が発生し、その水蒸気がロータリキルン内に入
り込むため、キルンの熱消費が増大するという問題があ
った。逆に、水量を少なくした場合は、細粒クリンカは
適度に冷却されても、粗粒クリンカが冷却不足となシ、
空気に触れると再酸化して白色度が低下する。これらの
問題を解決するためには、粒径の揃ったクリンカを焼成
することが必要で、ロータリキルンによる焼成では、そ
れが不可能である。

先行技術である特開昭５８−２６０５７号公報の記載に
よれば、キルン排出端からキルン半径にほぼ相当する距
離に設けたリング状の排出ギャップから細粒クリンカを
排出して、水槽内に傾斜して設けられたコンベヤの上部
に落し、キルン排出端から排出される粗粒クリンカを分
級格子で分級し、粒径の大きいクリンカはどコンベヤの
下部に落下させている。すなわち、細粒クリンカの水没
時間を短かくし、細粒になるほど水没時間を長くするよ
うにし、均一冷却を図っている。しかし、排出ギャップ
と分級格子による分級は完全とはいえず、まだ多くの改
善の余地が残されている。

発明が解決しようとする問題点 本発明は、」二連の従来技術では、焼成されたクリンカ
の粒度分布が広いため、均一な冷却を行なうことができ
ないという問題点を解決しようとするものであり、かつ
、キルンの熱消費が増大したり、あるいは白色度が低下
するという問題点も解決しようとするものである。すな
わち、本発明は、粒度分布の狭い比較的細粒のクリンカ
を焼成することができて、従来技術の上述の問題点を一
挙に解決できる白セメントクリンカの製造方法とその装
置を提供することを目的とするものである。

問題点を解決するための手段 本発明では、白セメントクリンカの焼成をロータリキル
ンによらないで、かつ、クリンカの冷却を水没式によら
ないで、焼成は流動層または噴流層型の流動焼成炉で行
ない、しかも、焼成されたクリンカを還元性ガスで還元
させたのち、６００〜７００°Ｃまでの冷却を散水によ
って行ない、さらに空気によって再度冷却するようにし
た。

すなわち、本発明のうち、方法の発明の構成は、流動焼
成炉に白セメント原料粉末を供給してクリンカを焼成し
、この焼成されたクリンカを、燃料の部分燃焼によって
発生する還元性ガスにより還元したのち、−次冷却室に
導いて散水することにより大気から遮断した状態で６０
０〜７００°Ｃに冷却し、この冷却されたクリンカを、
さらに二次冷却室に導いて空気により冷却することを特
徴としている。また装置の発明の構成は、白セメント原
料粉末をクリンカに焼成する流動焼成炉と、この流動焼
成炉の下位に設けられて燃料の部分燃焼によって発生す
る還元性ガスにより前記流動焼成炉からのクリンカを還
元する還元室と、この還元室の頂部と前記流動焼成炉の
底部を接続している噴流導入管と、前記還元室に接続さ
れて該還元室からの還元されたクリンカを導入して散水
により冷却する一次冷却室と、こめ−次冷却室に定量供
給装置を介して接続されて該−次冷却室からの冷却され
たクリンカを導入して空気により再度冷却する二次冷却
室とを備えていることを特徴としている。

作用 流動焼成炉に供給された白セメント原料粉末は、流動層
を形成しながらクリンカに焼成され、つづいて、そのク
リンカは噴流導入管内を降下して下部に設けられた還元
室内に落下し、ここで還元され、つぎに還元されたクリ
ンカは一次冷却室で散水によって大気から遮断された状
態になって６００〜７００°Ｃまで急冷され、この冷却
されたクリンカは二次冷却室で空気により１００〜１５
０°Ｃに冷却される。

実施例 図は本発明の方法を実施する装置の一例を示したもので
、図において、１は白セメント原料１、・′　。末ヵ、
ら２１，７カや１カ成ｆ６□エア、２ゆ該焼成炉１で焼
成されたクリンカを還元処理する還元室、３は該還元室
２で生成した還元性ガスを噴流として前記焼成炉１に導
入するために該還元室２の頂部と前記焼成炉１の底部を
接続した噴流導入管、４１ｄ該還元室２で還元された高
温のクリンカを散水により冷却する一次冷却室、５は該
還元室２の底部と前記−次冷却室４を接続したシュート
、６は該−次冷却室４で冷却されたクリンカを空気で再
度冷却する二次冷却室、７は前記両冷却室４と６の間に
設けられたロータリフィーダなどの定量供給装置である
。

そして、８は原料供給管、９は焼成炉バーナ、１０は上
端が図示されていない仮焼炉に接続されている燃焼ガス
排出管、１１は還元室バーナ、１２は該還元室２に部分
燃焼用の空気を送給するファン、１５と１４は散水ノズ
ルなどからなる一次冷却用の散水装置、１５は散水によ
り発生する水蒸気を系外に排出する蒸気排出管、１６は
該二次冷却室乙に冷却空気を送給するファンである。ま
た１７と１８は二次冷却室排気管で、ともに下端が二次
冷却室６に接続され、一方の二次冷却室排気管１７の上
端が流動焼成炉１に接続され、他方の二次冷却室排気管
１８の上端が図示されていない仮焼炉に接続されている
。１９と２０は風量調整用のダンパである。

図示のように構成された白セメントクリンカの製造装置
においては、図示されていない仮焼炉で仮焼された白セ
メント原料粉末は、原料供給管８から流動焼成炉１０フ
リーボード２１に投入される。通常、原料粉末中にはク
リンカ生成の核となる種クリンカが適敞混入されている
。

投入された原料粉末はフリーボード２１内を降下して濃
厚層２２内に達するが、濃厚層２２内のガス流速は原料
粉末の流動化開始速度より高くなっており、原料粉末は
流動化状態となって濃厚層２２内に滞留し、濃密な流動
層を形成する。この流動層は中心部のガス流速が周縁部
のガス流速より速いため、噴流形の流動層となり、原料
粉末は中心部のガス流によって噴き上げられ、周縁部を
降下して循環する。

一方、種クリンカは原料粉末よシ粒径が大きいため、原
料粉末と接触しながら濃厚層２２内（９） を通過し、希薄層２３に達する。

希薄層２３も濃厚層２２と同様に噴流形の流動層を形成
しているが、ガス流速が濃厚層２２よシ大きいので、種
クリンカは中心部のガス流により噴き上げられて濃厚層
２２内に達し、原料粉末と接触しながら再び希薄層２３
内に戻る作用を繰返えす。また濃厚層２２と希薄層２３
内の温度は、二次冷却室排気管１７から導入される空気
で焼成炉バーナ９から噴射される燃料が燃焼することに
より約１４００°Ｃの一定温度に保持されているため、
希薄層２３と濃厚層２２の間を往復している間に、種ク
リンカを核として原料粉末がクリンカ化し、次第に成長
して、たとえば粒径３〜ｓ　ｍｍになったクリンカは、
還元室２から噴流導入管３を通して導入される還元性ガ
スの流速よりも、終末速度が大となり、噴流導入管３内
を落下する。なお還元性ガスの量を調節することにより
、所望の粒径のクリンカが得られる。

噴流導入管３内を落下したクリンカは還元性帥 ガスによる還元を受けながら還元室２内に入る。

還元室２は上部が円筒形、下部が逆円錐形で、上部には
噴流導入管６よシ大きい径の内筒２４が設けられている
。また上部には還元室バーナ１１が設けられ、該バーナ
１１から噴射された燃料の完全燃焼に必要な空気量より
少ない量の空気がファン１２から送給されることにより
燃料が部分燃焼して還元性ガスが生成され、内筒２４か
ら噴流導入管３を通って流動焼成炉１に入す、還元室２
内のクリンカ層のレベルはシュート５から一次冷却室４
へのクリンカ切出し量を調整することにより、内筒２４
の上端と下端の間になるように保たれ、内筒２４内のガ
ス流速は目標粒径のクリンカの流動化開始速度になるよ
うに選ばれる。その結果、内筒２４内でクリンカは還元
性ガスによって流動化され、還元される。また目標粒径
より小さいクリンカやり（ｆ　リンカに付着した原料粉
末はクリンカどうしの激しい衝突により、ふるい落され
て、上方に噴き上げられ、還元性ガスに同伴して流動焼
成炉１に戻される。したがって、流動焼成炉１の下部と
還元室２で還元性ガスにより分級される結果、粒度分布
の極めて狭い比較的細粒のクリンカが得られるとともに
、流動状態で還元性ガスと接触するととにより、均一な
還元が行なわれる。なおこの実施例では還元室２で還元
性ガスを発生させているが、別に還元性ガスを発生させ
るための炉を設け、そこで発生したガスを還元室２に導
入するようにしてもよい。

還元室２で還元されたクリンカはシュート５内に充てん
された状態で徐々に下降し、散水装置１３から噴出する
冷却水の圧力により切出されて一次冷却室４に入るが、
その間に散水装置１４からの散水によっても冷却される
。なおクリンカの切出しについては、このほか、回転式
あるいは往復動式などの機械的手段によってもよい。

この−次冷却室４でも、クリンカの粒度分布が極めて狭
く、比較的細粒のため、均一に冷却することができる。

散水された水は瞬時に蒸発して高温の過熱水蒸気となり
、−次冷却室４内に充満するため、クリンカが大気から
遮断された状態になシ、したがって、空気に接触してク
リンカが酸化されることがない。また−次冷却室４内は
高圧となるため、蒸気排出管１５により蒸気を系外に排
出する。なお還元室２で発生した還元性ガスがシュート
５内を下降して一次冷却室４内に入るのを防止するため
、−次冷却室４内の圧力を還元室２内の圧力とバランス
させるように水蒸気の排出量を制御するのがよい。

−次冷却室４では散水により、高温のクリンカが６００
〜７００°Ｃまで急冷される。このようにして冷却され
たクリンカは定量供給装置７により排出され、二次冷却
室６内に入る。そして、二次冷却室６でクリンカはファ
ン１６から送給される空気により１００〜１５０℃に冷
却され、クリンカ排出口２５から排出される。このよう
に、二次冷却室乙に入るクリンカは温度が６００〜７０
０°Ｃに低下しているため、空気で冷却しても酸化され
ることはない。クリンカと熱交換により加熱された二次
冷却室６内の空気は前記排気管１７によって流動焼成炉
１に送られ、該焼成炉１の燃焼用空気として用いられる
。また前記排気管１８から排出される空気は図示されて
いない仮焼炉に送られ、該仮焼炉の燃焼用空気として利
用される。

発明の効果 本発明の白セメントクリンカの製造方法は、クリンカの
焼成をロータリキルンによらないで、流動焼成炉で行な
うから、粒径の揃った白セメントクリンカを得ることが
でき、すなわち、粒度分布の極めて狭い比較的細粒のク
リンカを得ることができ、かつ、このクリンカを還元性
ガスで還元させ、こののちのクリンカの冷却を水没式に
よらないで、散水による一次冷却と空気による二次冷却
とによるので、まず、−次冷却は一次冷却室で散水によ
シロ００〜７００°Ｃまで冷却するから、−次冷却室で
は瞬時に水蒸気が充満し、したがって、クリンカは大気
から遮断された状態で急冷されることになり、酸化のお
それがなく、各粒子とも均一に冷却され、白色度の向上
を図ることができるとともに、使用水量も比較的少なく
てすみ、また二次冷却は６００〜７００°Ｃまで冷却さ
れたのちのクリンカを二次冷却室で空気により冷却する
から、クリンカが高温でないため、二次冷却室でのクリ
ンカの酸化がなく、クリンカと熱交換して昇温した空気
を燃焼空気として使用することができるので、クリンカ
の顕熱の有効利用を図ることができる。

捷た本発明の白セメントクリンカの製造装置は、白セメ
ント原料粉末をクリンカに焼成する流動焼成炉と、燃料
の部分燃焼によって発生する還元性ガスにより高温のク
リンカを還元する還元室と、還元されたクリンカを散水
により６００〜７００°ａｔで冷却する一次冷却室と、
この冷却されたクリンカを空気により再度冷却ｊ・：１
　する二次冷却室とを備えているから、前記本発明の方
法を確実に実施することができ、かつ、前記還元室が流
動焼成炉の下位に位置してその間を噴流導入管で接続し
ているので、前記還元室内の還元性ガスが噴流導入管内
を上昇して流動焼成炉の底部から炉内に噴き」二げられ
、したがって、還元性ガスは、クリンカの分級用ガスと
して働くほか、流動焼成炉の燃料としても有効に利用さ
れる。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の方法を実施する装置の一例を示した説明図
である。 １・・・流動焼成炉、２・・・還元室、３・・・噴流導
入管、４・・・−次冷却室、６・・・二次冷却室、７・
・・定量供給装置、８・・・原料供給装置、１３．１４
・・・散水装置。 特許出願人　秩父セメント株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、流動焼成炉に白セメント原料粉末を供給してクリン
   カを焼成し、この焼成されたクリンカを、燃料の部分燃
   焼によって発生する還元性ガスにより還元したのち、−
   次冷却室に導いて散水することによシ大気から遮断した
   状態で６００〜７００°Ｃに冷却し、この冷却されたク
   リンカを、さらに二次冷却室に導いて空気により冷却す
   ることを特徴とする、白セメントクリンカの製造方法。 ２、白セメント原料粉末をクリンカに焼成する流動焼成
   炉と、この流動焼成炉の下位に設けられて燃料の部分燃
   焼によって発生する還元性ガスにより前記流動焼成炉か
   らのクリンカを還元する還元室と、この還元室の頂部と
   前記流動焼成炉の底部を接続している噴流導入管と、前
   記還元室に接続されて該還元室からの還元されたクリン
   カを導入して散水によシ冷却する一次冷却室と、この−
   次冷却室に定量供給装置を介して接続されて該−次冷却
   室からの冷却されたクリンカを導入して空気により再度
   冷却する二次冷却室とを備えていることを特徴とする、
   白セメントクリンカの製造装置。