JPS61270244A - セメントクリンカの焼成装置 - 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〕 本発明はセメントクリンカの焼成装置に関し、詳しくは
、造粒炉内での造粒物が排ガスに伴われて炉外に導出さ
れないようにし、熱効率を向上させると共に、焼成炉排
ガスダクトを降温させ、それにセメント原料粉が付着固
化する現象を防ぐことができるセメントクリンカの焼成
装置に関する。

これは、セメント原料粉を造粒や焼成などしてセメント
クリンカを生成する技術の分野で利用されるものである
。

〔従来技術〕

セメント原料粉を造粒しながら焼成してセメントクリン
カを生成することは、例えば米国特許第２．８７４．９
５０号に提案されているように、かなり古くから知られ
ている。これは、流動層炉に常温の核クリンカとセメン
ト原料粉が投入され、流動層内で核クリンカが半溶融状
態になると、それが流動層内で滞留する間にセメント原
料粉が付着して造粒され、それと同時に造粒物を焼成す
ることができるようになっている。、このような装置は
、可動部が極めて少なく稼働中のトラブルの発生も余り
なく、操業度を高くできることが期待される。

しかし、造粒と焼成が同時に１つの流動層内で行なわれ
るので、造粒操作や焼成操作を１つの操業条件下で行な
わなければならない、その結果、各操作に通した独立の
条件を設定することが難しく、造粒度にばらつきが出た
り、完全混合による滞留時間の長短に起因して焼成不足
のものが生じ、セメントクリンカの品質が悪化する問題
がある。

それを解決しようとしたものに、特公昭４０−１５１０
９号公報に記載された造粒焼成用の流動層炉がある。こ
の炉で生成されるセメントクリンカの原料としては、セ
メント原料粉に水が添加され、それが流動層造粒機で小
粒のペレットに造粒されたものが全量使用されている。

その原料は常温のま＼で流動層炉に供給されるので、ペ
レットの乾燥や昇温に要する熱エネルギが消費され、流
動層炉の熱効率を低下させる問題がある。加えて、原料
ペレットの粒径が例えば８−程度に造粒されているので
、焼成の際にペレットの芯付近に未焼成部分が残された
セメントクリンカが生成されることも有るため、セメン
トクリンカの品質の均一化が阻まれる問題がある。

〔発明の目的〕

本発明は上述の問題に鑑みてなされたもので、その目的
は、造粒炉における熱効率を向上させると共に、焼成炉
排ガスダクトにおけるセメント原料粉の熔融付着や固化
が回避されるようにして焼成装置の安定運転および装置
の小型化を可能にし、さらに、生成されるセメントクリ
ンカの品質の向上と焼成装置の生産性の向上を図ること
ができるセメントクリンカの焼成装置を提供することで
ある。

〔発明の構成〕

本発明のセメントクリンカの焼成装置の特徴は、第１図
に示すように、予熱されたセメント原料粉を造粒する炉
２と焼成する炉３とが独立して設けられると共に、焼成
後のクリンカを冷却する多室流動層式のクーラ４が設置
されたセメントクリンカの焼成装置５であって、造粒炉
２は噴流層炉であり、その下端２ａから焼成炉排ガス９
を導入する排ガスダクト１１に、予熱されたセメント原
料粉を投入する被造粒物投入口１２が開口されると共に
、造粒炉排ガス１５を導出する排ガスダクト１６が、天
井壁２Ｃより下方の側壁２Ｄに設けられ、焼成炉３は造
粒物を流動層１８内で焼成する流動層炉であり、炉３上
には焼成炉排ガス導出口２０が開口され、その近傍に多
室流動層式のクーラ４でクリンカの冷却に用いられた空
気を導入する降温用空気導入口２１が開口されているこ
とである。

〔実　施　例〕

以下に、本発明のセメントクリンカの焼成装置を、その
実施例に基づいて詳細に説明する。

第１図は予熱部１、造粒炉２、焼成炉３およびクーラ４
を主たる構成とするセメントクリンカの焼成装置５の１
実施例を示す全体図で、予熱されたセメント原料粉を造
粒・焼成してセメントクリンカを生成するものである。

予熱部１は例えば複数個のサイクロンからなる浮遊式熱
交換器であり、原料投入口６から投入されたセメント原
料粉が、それぞれのダクト内を上昇する排ガスと熱交換
しながら順次サイクロンＣ４，Ｃ３，Ｃ２，Ｃ１で捕集
されて降下し、所定の温度に予熱されるようになってい
る。なお、サイクロンＣ２と０１の間には、セメント原
料粉を予熱するだけでなく、脱炭酸させるための仮焼炉
７が介在されている。この仮焼炉７は、後述する造粒炉
排ガス１５により稀薄な噴流層８が形成されるようにな
っている。

造粒炉２は予熱部１で昇温されたセメント原料粉を造粒
する炉であって、炉内の造粒効果を高めるための操作を
容易にするために、造粒物を焼成する焼成炉３とは独立
して設けられている。この造粒炉２は、後述する焼成炉
排ガス９を導入して噴流層ｌＯを形成する噴流層炉であ
り、胴部２Ａとその下に形成された逆円錐形部２Ｂとが
らなっている。

その逆円錐形部２Ｂの下端２ａには、焼成炉３上部と造
粒炉２の下部が連通ずるように焼成炉排ガスダクト１１
が接続され、それに、予熱されたセメント原料粉を投入
する被造粒物投入口１２が開口されている。それは、投
入口を逆円錐形部に設置すると、造粒物排出口や造粒物
シュートとの位置関係が難しくなると共に焼成装置が高
くなるのを解消するための配慮に基づくものである。そ
の被造粒物投入口１２の近傍上方に、ホットスポット１
３を形成するように、被造粒物を加熱する適数個のバー
ナ１４が設置され、排ガスダクト１１を流過する焼成炉
排ガス９と中温空気の混合気体がバーナ１４の燃焼用空
気として使用されるようになっている。

さらに、胴部２Ａの天井壁２Ｃより下方の側壁２Ｄには
、造粒炉排ガス１５を導出する造粒炉排ガスダクト１６
が傾斜して設けられ、その造粒炉排ガス１５は仮焼炉７
に導入されるようになっている。なお、第２図に示すよ
うに、天井壁２Ｃより下方の側壁２Ｄの１部を広がった
形状に形成しておくと、造粒炉排ガスに含まれる粒径の
小さい造粒物をより容易に噴流層１０に戻すことができ
て都合がよい。上述の逆円錐形部２Ｂまたは胴部２Ａの
側部には、噴流層１０中を循環することにより粉体から
造粒された造粒物を、焼成炉３に排出するための造粒物
排出口１７が開口されている。

焼成炉３は造粒物を流動層１８内で焼成する流動層炉で
あり、図示は１室の流動層炉であるが、例えば破線で示
す隔壁３Ｄや燃料供給管２８を設けて、焼成室、熟成室
からなる多室型を採用してもよい。このような焼成炉３
には、造粒炉２の造粒物排出口１７から排出された造粒
物を流動層１８に供給する造粒物シュート１９が設けら
れ、その炉上部には焼成炉排ガス導出口２０が開口され
ると共に、焼成炉排ガス導出口２０に排ガスダクト１１
が接続されている。また、焼成炉３内の上方空間３Ａに
、クーラ４の中温部４Ｂから中温空気を導入するための
降温用空気導入口２１が開口され、それには第１空気導
入管２２が連通されると共に、焼成炉３の下部の風箱３
Ｂには、その高温部４Ａの高温空気が導入される第２空
気導入管２３が設置されている。さらに、焼成炉３の空
気分散板３Ｃには、焼成されたセメントクリンカをクー
ラ４に移送するセメントクリンカ移送管２４が備えられ
、粉炭などの燃料を流動層１８に供給する燃料供給管２
５が設けられる。

焼成されたセメントクリンカの粒径は３ａ＋ｓ＋程度で
あり、それを冷却するためにはクーラ４も焼成炉３と同
様な流動層が用いられ、本例では、多室流動層式のもの
が採用されている。このクーラ４は高温部４Ａ、中温部
４Ｂおよび低温部４Ｃに区画され、それぞれにおける冷
却空気の供給と排出は独立して行なわれると共に、各部
が図示のように１室ずつで形成されている。なお、各部
が多文化されたものが用いられてもよい。また３室間の
隔壁４ａ、４ｂには、貫通孔２６Ａ、２６Ｂが設けられ
セメントクリンカが高温部４Ａから順次低温部４Ｃに移
動できるようになっている。

中温部４Ｂにおけるセメントクリンカを冷却した中温空
気は、上述の第１空気導入管２２を流過して焼成炉３内
の上方空間３Ａに送られ、その場所での１３５０〜１４
５０℃の温度を有する焼成炉排ガス９を降温させる機能
を有している。高温部４Ａがら導出される高温空気は、
第２空気導入管２３を通って風箱３Ｂに供給され、熱エ
ネルギの有効利用ができるようになっている。低温部４
Ｃにおける低温空気は、そのま＼大気に放出される。な
お、クーラ４には、低温部４Ｃにおいて冷却されたセメ
ントクリンカを次工程に送るためのクリンカ移送管２７
が設けられている。

このような実施例によれば、以下に説明するようにして
、セメント原料粉を一定粒度２に造粒できると共に所望
の焼成が行なわれ、品質の高いセメントクリンカを生成
することができる。

原料投入口６から投入されたセメント原料粉は、予熱部
１のダク）ｌａを上昇する排ガスと熱交換した後サイク
ロンＣ４で捕集され、ダクト１ｂに投入されて、再度上
昇する排ガスに浮遊しなから熱交換される。このような
動作が繰り返されて、セメント原料粉が順次サイクロン
Ｃ３，Ｃ２では予熱され、仮焼炉７においては予熱と共
に脱炭酸されて、サイクロンＣ１に至る間に、所定の温
度に予熱される。一方、その排ガスは仮焼炉７を経由す
るようにして造粒炉２から排出されたものであるが、そ
れはセメント原料粉とは逆の経路を辿ってサイクロンＣ
４から排出される。また、所定温度に予熱されて、サイ
クロンＣ１に捕集されたセメント原料粉は、被造粒物投
入口１２に投入され、焼成炉３の排ガスダクト１１中を
焼成炉排ガス９に浮遊しながら上昇する。その際、排ガ
スダクト１１中に投入されたセメント原料粉の一部が壁
表面に付着しても、排ガス９の温度が焼成炉３の上方空
間３Ａでクーラ４からの中温空気の混入により、１００
０〜１１００℃程度に降温されているため溶融したり固
化することは避けられ、ダクト壁表面に固着することは
ない。

降温された中温空気により造粒炉２の温度の過剰な上昇
も抑制され、１２５０〜１３５０℃の適度な温度のホッ
トスポット１３内でセメント原料粉が加熱されて半溶融
状態となり、燃焼ガスや焼成炉排ガスのエネルギで噴流
層１０が形成されて、セメント原料粉は徐々に小粒な造
粒物に成長すると共に循環運動する。その間に付近のセ
メント原料粉がその小粒な造粒物に付着して３ｍｍ程度
の造粒物に成長する。このような造粒において、バーナ
１４の燃焼量などが調整されることにより、造粒に通し
た操作条件とすることができる。

また、上述の噴流層１０により、造粒炉２内の空間を造
粒炉排ガス１５に伴われて循環運動する小粒で多量の造
粒物が、造粒炉排ガス１５と一緒に排ガスダクト１６か
ら仮焼炉７に導出されると、熱エネルギを有効に利用さ
れなくなって熱損失を招くことになる。それで、造粒炉
２の排ガスダクト１６の取り付は位置が、天井壁２Ｃの
下方の側壁２Ｄとなるように配慮されているので、造粒
炉排ガス１５と共に上昇した造粒物は、その天井壁２Ｃ
に衝突して反転する間に、造粒物が失速して造粒炉排ガ
ス１５中を落下して噴流層１０に回収されるため、仮焼
炉７への導入に伴う熱損失が回避される。

所定の大きさに成長した造粒物は、造粒物排出口１７か
ら造粒物シュート１９を通って焼成炉３に供給される。

図示しない燃料供給器から燃料供給管２５を経由して例
えば粉炭などが供給される。

一方、風箱３Ｂに導入される高温空気が流動層１８に供
給され、焼成炉３内の温度は１３５０〜１４５０℃に維
持され、セメントクリンカが生成される。この生成は造
粒操作とは独立して行なわれるので、焼成に通した操作
条件とされ、品質のよいセメントクリンカが製造される
。なお、多室流動層が採用されていれば、各室を移動す
る間に焼成、熟成を行なうこ、とができるので、その品
質を一段と上げることができる。焼成炉３の流動層１８
より排出されたセメントクリンカは、まず、クーラ４の
高温部４Ａで流動層冷却されながら、隔壁４ａの貫通孔
２６Ａを流過して中温部４Ｂで流動層冷却され、さらに
隔壁４ｂの貫通孔２６Ｂを流過して低温部４Ｃでも同様
に流動層冷却される。これらの冷却には、独立して冷却
空気が供給され、中温部４Ｂに用いられて昇温した冷却
空気は、焼成炉３内の上方空間３Ａに送られ、高温部４
Ａの冷却空気は風箱３Ｂに転送され、低温部４Ｃの冷却
空気は大気に放出される。

クーラ４で流動層冷却されて所定温度に降温されたセメ
ントクリンカは、クリンカ移送管２７から次の仕上げ粉
砕工程などに搬送される。なお、焼成や冷却において造
粒物の粒径はほとんど変化しないし、粒径が通常のクリ
ンカより小さい３ｍＩＩ＋程度であるので、粉砕のため
の原単位が低減されて都合がよい。

第３図は、仮焼炉７およびサイクロンＣ４が省かれてい
るセメントクリンカの焼成装置５の例で、上述した実施
例と同様な効果を発揮させることができる。

〔発明の効果〕

本発明は以上の実施例の詳細な説明から判るように、造
粒炉と焼成炉が独立に操作されると共に、焼成炉排ガス
ダクトに予熱されたセメント原料粉を投入する被造粒物
投入口が開口され、造粒炉排ガスダクトが、造粒炉の天
井壁より下方の側壁に傾斜して設けられ、焼成炉には降
温用空気導入口が開口されているので、造粒炉と焼成炉
のそれぞ　　　　　　′れが最適操作することができ、
生成されるセメントクリンカは小粒で均一化された高い
品質を有する製品とすることができる。加えて、被造粒
物投入口が設置され易い位置に設けられかつ低位置にあ
るので、セメントクリンカの焼成装置の全体高さが低く
抑えられ、プラントとして構造が簡単化されると共に、
建設費の低減を図ることができて都合がよい。さらに、
焼成炉排ガスダクトがクーラからの中温空気により降温
されていて、セメント原料粉が投入されも溶融に伴う固
化現象が避けられ、焼成装置の安定な運転が長期的に持
続され、生産性の向上を図ることができる。また、造粒
炉内を噴流や排ガスに伴われて循環する造粒物が炉内で
回収され、炉外への導出が抑制されるので、その導出に
伴う熱エネルギの損失が回避され、熱効率を向上させる
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のセメントクリンカの焼成装置の１実施
例における全体構成図、第２図は造粒炉の異なる断面形
状を示す１例、第３図は異なる実施例における全体図で
ある。 ２−造粒炉、２Ｃ−天井壁、２Ｄ・−側壁、２ａ・−下
端、３・−焼成炉、４−クーラ、５−焼成装置、９−焼
成炉排ガス、１〇−噴流層、１１−排ガスダクト、１２
−被造粒物投入口、１５−造粒炉排ガス、１６−排ガス
ダクト、１８−流動層、２０−一一焼成炉排ガス導出口
、２１−降温用空気導入口。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）予熱されたセメント原料粉を造粒する炉と焼成す
   る炉とが独立して設けられると共に、焼成後のクリンカ
   を冷却する多室流動層式のクーラが設置されたセメント
   クリンカの焼成装置において、上記造粒炉は噴流層炉で
   あり、その下端から焼成炉排ガスを導入する排ガスダク
   トに、予熱されたセメント原料粉を投入する被造粒物投
   入口が開口されると共に、造粒炉排ガスを導出する排ガ
   スダクトが、天井壁より下方の側壁に設けられ、前記焼
   成炉は造粒物を流動層内で焼成する流動層炉であり、炉
   上には焼成炉排ガス導出口が開口され、その近傍に前記
   多室流動層式のクーラでクリンカの冷却に用いられた中
   温空気を導入する降温用空気導入口が開口されているこ
   とを特徴とするセメントクリンカの焼成装置。