JPS61266338A

JPS61266338A - セメントの焼成方法

Info

Publication number: JPS61266338A
Application number: JP10686085A
Authority: JP
Inventors: 太尾田　清通; 忠昭田村
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 1985-05-21
Filing date: 1985-05-21
Publication date: 1986-11-26

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、セメントの焼成方法に関する。

（従来の技術）第４図に、セメント原料を焼成しセメントを製造する従
来の装置の１例を示す。この装置は、大きく分けて、原
料予熱器１（サイク日ンＯｙ１〜４から構成される）、
仮焼炉２、セメントクリンカ焼成用ロータリキル／３、
及びクリンカクーラ４から成る。

この装置の運転法の概要を、次に説明する。

ロータリーキルン３部では、セメント原料がバーナで１
４５０℃付近に加熱されて、セメント焼成反応を起し、
セメントクリンカが生成する。

一方、高温のロータリーキルン排ガスは、原料予熱器１
に導入され、予熱器１の上部に投入されたセメント原料
と向流で接触して、セメント原料を予熱する。次いで、
予熱された原料は、仮焼炉２に送られ、との仮焼炉２で
は、クリンカクーラ４からの予熱空気と送入燃料の燃焼
反応によって発生する燃焼熱によって、セメント原料の
主成分である石灰石が仮焼される。仮焼炉２から燃焼排
ガスに同伴されて搬出され九セメント原料は、捕集サイ
クロン５（Ｏｙｓ）Ｋよシ、ガスから分離され、ロータ
リーキルン３に送入されて、ｑ−タリーキルン３中で加
熱される事によシ、最終的に１４５０ｔｌ：付近で七メ
ントクリンカに焼成されるわけである。ここで、ロータ
リーキルン３から排出されたセメントクリンカは、一般
に広い粒度分布を持ち、数十−の大径の塊状クリンカか
ら１■以下の細粒状のクリンカまで種々の粒径のものが
ある。クリンカクーラ４では、ロータリーキルン３から
出る高温のクリンカ層に、冷却用空気を通気するととＫ
よりへ冷し、その時、高温となった空気を、ロータリー
キルン３及び仮焼炉２の燃料燃焼用空気として利用する
。一方、冷却されたクリンカは、粉砕設備で微粉砕され
、セメントとなる。

このように１０−タリーキルン３で焼成されるクリンカ
の粒度は、均一とならず、大きな分布を持つので、受熱
量の不均一による製品焼成度のバラツキが生じ、またク
リシカクーラ４における粒子の偏析や、大塊周囲の冷却
空気の吹き抜は現象等によって、クリンカの冷却速度の
°不均一が生じ易く、セメント品質の不良を招くと共に
、クリンカクーラ４の熱回収効率も十分く上らず、セメ
ント焼成プラントの燃費が下がらない原因になっている
。

（発明が解決しようとする問題点）本発明は、上述のように、セメントクリンカが巾の広め
粒度分布を持つと、セメント品質及びプラントの燃費に
不利に働くことＫなるので、ロータリーキルンに入る前
にセメント原料粉をある程度造粒して、粗粒子状として
（均一径に保ち）、ロータリーキルン内で不必要な造粒
、造塊現象を起し難くしようとするものである。

そして、原料を粒子状にすれば、セメント原料が微粉状
で、ロータリーキルンの高温部に達して、容易に溶融し
て付着し造塊する現象を防げるからである。これにより
、ロータリーキルンの運転性の改善、それに伴う熱回収
率の向上、セメント品質の改善を目的としている。更に
、ロータリーキルンの短ａＫも役立ち、設備コスト低減
にもなる。

（問題点を解決するための手段）本発明は、乾式セメント焼成装置において、加熱されて
大部分が仮焼したセメント原料を、ロータリーキルン等
の焼成炉排ガスに直接接触させた後、あるいは、該排ガ
スに接触させながら、流動層あるいは噴流層を用いて１
１００℃以上〜１３５０℃以下の温度範囲内に加熱して
セメント原料粉末を造粒、した後、ロータリーキルン等
の焼成設備に供給してセメントを焼成することを特徴と
するセメントの焼成方法に関する。

すなわち、本発明では、仮焼したセメント原料を、可動
部のない固定式高温炉である流動層あるいは噴流層を用
いて、完全焼成しない程度に加熱造粒した後、ロータリ
ーキルンに供給して焼成を完結させる点が特徴である。

この時、ロータリーキルン排ガスは、造粒流動層（噴流
層）内原料に直接接触するように導入すると、造粒現・
象を促進できる。

最近のセメント焼成プラントは、熱経済上、乾式焼成方
式が採用されてお〕、更に大形化、低公害化、熱効率向
上のため、原料予熱器１とロータリーキルン３の間に原
料仮焼炉２を組込んだシステム（いわゆるＮ８Ｆシステ
ム）が通常的に使用されている。このシステムにおいて
は、原料は、主として石灰石及び粘土を原材料とする平
均径２０〜３９μ惰の微細粉末として、原料予熱器１の
上部に供給され、予熱器１の中で熱ガスと熱交換し、仮
焼炉２に供給される時点では、７００〜７５０℃まで加
熱されている。仮焼炉２では、更に燃料が供給され、石
灰石の熱分解（仮焼）温度である８００〜８６０℃程度
まで昇温され、原料中の石灰石は殆んど分解が完了し、
０ａＯ（生石灰）に変る。しかし、この時点でも、原料
は、プレヒータ供給時と同じ微粉状態であシ、そのま＼
ロータリーキルン３に供給される。その後、ロータリー
キルン３内で加熱された原料粉末が、部分的に融点に達
して、付着性を持って造塊し、更に加熱されて、セメン
ト焼成反応を完結して、セメントクリンカになる。

本発明では、ロータリーキルン３に原料を供給する時点
で、セメント原料を造粒しておこりとするもので、その
方法として、仮焼炉２内あるいは仮焼炉２出口にセメン
ト原料の造粒が可能になる高温部を設けることを特徴と
している。

そして、造粒装置としては、粒子を激しく攪拌しなから
器壁への付着トラブルを防止することができる流動層あ
るいは噴流層装置を用いる。

（作用）セメント原料を造粒してロータリーキルンに供給すると
、微細原料を取扱う場合に比べ原料が高温部で過熱し、
ロータＩＪ　−中ルン壁に付着する現象がなくなる。造
粒原料は、微粉原料よ〕非常に大きい質量を持ち、ロー
タリーキルンの回転によって自身が転勤され易いため、
部分溶融が起きても、ロータリーキルン壁に付着し、と
どまる可能性が小さくなるからである。この結果、下記
に示すような種々の好ましい結果をもたらすことができ
る。

ロータリーキルン外で造粒する方法としては、粉末状物
質が部分溶融して付着性を持つ状態でも、運転障害が起
らない噴流層や流動層を利用する。セメント原料は、そ
の成分圧よっても多少変化があるが（特に原料中のアル
カリ分含有量の関係が強い）はぼ１０００〜１２００℃
の間で付着性を見せ始める。

従って、器内の粒子攪拌性が強い流動層や噴流層を使用
し、上記温度に粒子及び供給されるセメント原料粉の表
面（温度）を保てば継続的な粉体造粒作用を得ることが
できる。原料を造粒する粒度は、流動層等の形成、運転
条件や、ロータリー中ルン内での目的達成効果を考える
と、ＩＩＬ５〜数霞程度で良い。造粒流動（噴流）層の
運転温度は、１１００〜１３５０℃が実用的（造粒速度
が大きい）である。

本発明を実現する例として、次のような方法、装置が考
えられる。

（１）流動層式仮焼炉の一部（底部または側部）に、高
温流動層（噴流層でも可）を付設する。

（２）仮焼炉を通過した仮焼原料を受けて造粒する造粒
炉を新設する。

これらの方法では、第１図及び第２図に示すように１造
粒部が仮焼炉本体２に付設されているか否かの差はある
が、いずれも、仮焼炉２で仮焼が進んだ原料粉を流動層
あるいは噴流層６内で更に高温に加熱し、攪拌流動させ
ながら（器壁への付着を防止しつ＼）原料を造粒するも
のである。造粒には、最初は粒子の中心となる核が必要
であるが、これは、クリンカ粒子の添加、あるいは燃料
石炭粒子などを利用すれば良い。その後は、自然発生核
の利用、あるいは、場合によっては、クリンカ粒子（核
）や（燃料となる）石炭粒子（核）の添加で連続運転が
可能である。これら造粒炉の実際運転では、ロータリー
キルン３の高温部で発生したアルカリ分蒸気を含む雰囲
気が造粒性を助長する効果があるので、造粒部には、ロ
ータリーキルン３の排ガスに直接触れた原料を導入する
（第１図）か、造粒部にロータリーキルン３の排ガスを
ｊ！接導入する（第２図）ように、装置を構成する。

なお、第１図及び第２図において、７は気流熱交換器、
８は第２捕集サイクロンを示し、その他は、第４図と共
通である。

（実施例）本実施例は、１０ｔｆｉ径×１００α■の外部を電熱保
温し、下部にＩ、ＰＧと空気を吹込める様にしたセラミ
ック製流動層を用いて行った。装置に核粒子としそ約（
１３ｍ〜０．６ｆｆｌｌ＋に分級したクリンカ粒子を１
２００ｆ充填し、ＬＰＧを燃焼させて流動層部を１２０
０℃に昇温し、はぼその温度に保つ様に燃料を調整しな
がら、実際のセメントキルン入口で採取したセメント原
料を流動層底部に空気輸送により供給した。流動層内の
空塔速度は約１ｇｙｖｅとし、またセメント原料の送入
速度は２０　ｆ／ｗｉｎとした。

約３０分運転後に消火、直ちに流動層装置内の粒子を系
外に抜出し、冷却重量を測定した所、約１６６０１Ｆに
増量しておシ、原料の造粒現象があった事を確認できた
。一方、比較例として、セメント原料を実験室で仮焼し
たものでは、造粒率はや一低下する傾向が見られる。

これらの結果を第３図に示す。

（発明の効果）本発明は上記構成を採用することによシ、次の様な効果
を奏する。

（１）　　ロータリーキルン運転の安定化：現状の焼成
設備では、ロータリーキルン内壁、特にバナ炎の最高温
度付近くセメント原料が付着し、リング（ダム）を形成
し、ある時期がくると、それが脱落する（それと同時に
ロータリーキルン内の原料ホールドアツプが変シ、クリ
ンカクーラの運転条件も変る）という周期的な運転条件
のじよう乱があるが、造粒原料をロータリーキルンに供
給することによシ、プラントの運転性、制御性が非常に
改善される。

（２）　　（１）項の結果、クリンカクーラの条件変化
がなくなシ、運転が安定化する。更に、ロータリーΦル
ｙ　１７ングの脱落（大径クリンカの発生）、ロータリ
ーキルン内での造粒条件変化に伴うクリンカ粒度の分布
などＫよるクリンカ粒度の大きな分布がなくなるため、
クリンカクーラ内の冷却空気の通気状態が一定に保たれ
（吹き抜けなどが発生せず）、熱回収率が高く保たれる
。（１０〜２０　ｋａａｌ／ゆ−クリンカ程度の燃費向
上が期待できる。）（３）　　クリンカ焼成条件及びク
リンカ冷却条件の変化が小さくなるために１セメントの
品質が向上し、かつ安定する。

（４）　　ロータリーキルン供給以前にセメント原料の
加熱が進んでいるため、ロータリーキルンが短縮でき、
コストダウン効果がある。（大重量の回転設備の簡略化
に効果がある。）更に１熱放散も少くなシ、燃費も低減
できる。

（保温が難しいロータリーキルンを短縮できるため、放
散熱が少くなる。）

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は、本発明によるセメント焼成の一例
を示すフローであシ、第４図は、従来のもののフローで
ある。第３図は、実施例における造粒率の結果を示すグ
ラフである。第１図第２図ソリノ刀温度

Claims

【特許請求の範囲】

乾式セメント焼成装置において、加熱されて大部分が仮
焼したセメント原料を、ロータリキルン等の焼成炉排ガ
スに直接接触させた後、あるいは、該排ガスに接触させ
ながら、流動層あるいは噴流層を用いて１１００℃以上
〜１３５０℃以下の温度範囲内に加熱してセメント原料
粉末を造粒した後、ロータリーキルン等の焼成設備に供
給してセメントを焼成することを特徴とするセメントの
焼成方法。