JP2000227279A - 天然ガラスの焼成装置及び焼成方法 - Google Patents

天然ガラスの焼成装置及び焼成方法

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JP2000227279A
JP2000227279A JP11062102A JP6210299A JP2000227279A JP 2000227279 A JP2000227279 A JP 2000227279A JP 11062102 A JP11062102 A JP 11062102A JP 6210299 A JP6210299 A JP 6210299A JP 2000227279 A JP2000227279 A JP 2000227279A
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JP
Japan
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cylinder
rotary
heating
natural glass
heating burner
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JP11062102A
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English (en)
Inventor
Hideo Komine
秀夫 小峰
Masahiko Yamamoto
正彦 山本
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Mitsui Kinzoku Co Ltd
Original Assignee
Mitsui Mining and Smelting Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】 微粉の少ない軽量な膨脹パーライトを熱効率
良く焼成できる外熱式回転炉を提供することを目的とす
る。 【解決手段】 複数の回転筒外面加熱バーナーを備えた
燃焼加熱室と、該燃焼加熱室を長さ方向に貫通する回転
筒を有する、外熱式横型回転炉において、膨張パーライ
トの排出口である前記回転筒の先端開口部に回転筒内加
熱バーナーを設けて該回転筒内加熱バーナーからの火炎
を前記回転筒に導入すると共に、天然ガラスの供給口で
ある前記回転筒の基端開口部から前記回転筒内加熱バー
ナーの燃焼ガスの主たる部分を排出するようにした天然
ガラスの焼成装置である。また、天然ガラスを焼成して
膨張パーライトを製造する際に、外熱式回転炉に回転筒
内加熱バーナーを設け、該回転筒内加熱バーナーの空気
量を調整して、回転筒内の酸素濃度を1%以下とする天
然ガラスの焼成方法である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、天然ガラスに属する黒
曜岩、真珠岩、松脂岩または天然ガラスを含有する火山
灰、シラス、白土を粉砕・精製・分級し、調整して得ら
れた精石を原料として、これを焼成して膨脹パーライト
を製造する方法及び装置に関し、詳しくは農園芸向け土
壌改良剤、固液分離向け濾過助剤、建材ボード向け軽量
骨材、モルタル向け軽量骨材、保温保冷向け断熱材等に
用いられる、膨脹パーライトの製造方法及び装置に関す
る。
【0002】
【従来技術】天然ガラスの焼成方法を熱源と原料との接
触方式により、内熱式と外熱式に大別される。内熱式横
型回転炉は通常、回転筒の基端部にバーナーを設けると
共に原料である天然ガラスの精石投入口とし、他方の先
端部を燃焼ガスと焼成品である膨張パーライトの排出口
とする。この方式では、火炎中に原料を入れ直火で急速
加熱する。この場合、高い膨脹倍率と熱効率の良さから
工業的に多用されているが、原料が火炎と直接接触する
ため、原料の爆裂などにより製品の歩留まりが低下する
傾向がある。即ち、急熱のショックで爆裂することによ
り粉化が起こり、膨脹パーライト中に多量の微粉が含ま
れる。
【0003】次に、外熱式横型回転炉では燃焼加熱室に
設置した回転筒の外壁を、回転筒外面加熱バーナーで加
熱し、回転筒内部での伝導伝熱と輻射伝熱で精石を焼成
する方法である。回転筒壁を複数のバーナーで間接加熱
することから、長い距離の温度分布制御が容易で精石の
爆裂が起こりにくい。しかし、間接加熱であることから
熱効率が低いという問題がある。
【0004】また、特開平6−201269号には外熱
式と内熱式併用の横型回転炉が示されている。この場
合、回転筒基端部に内熱用主燃焼バーナーと精石投入口
を、燃焼加熱室に複数の保温用のバーナーをそれぞれ設
け、回転筒先端部から膨張パーライトを排出すると共
に、内熱用主燃焼バーナーの燃焼ガス排出口としてい
る。この場合、精石が火炎に直接接触するので、内熱式
横型回転炉の場合とほぼ同様に微粉が発生する。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上記で説明した従来の
内熱式、外熱式及び併用式の横型回転炉に関する本発明
者等の実験・検討結果を基に、特に天然ガラスの外熱式
焼成装置及び外熱式焼成方法における熱効率の向上を検
討してきたが、従来の内熱式、外熱式及び併用式の横型
回転炉では充分な効果が得られなかった。
【0006】従って、微粉の少ない軽量な膨脹パーライ
トを熱効率良く、外熱式回転炉で焼成する方法を提供す
ることを目的とする。また、熱効率に優れた外熱式回転
炉を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】よって、本発明は、複数
の回転筒外面加熱バーナーを備えた燃焼加熱室と、該燃
焼加熱室を長さ方向に貫通する回転筒を有する、天然ガ
ラスを焼成する外熱式横型回転炉において、膨張パーラ
イトの排出口である前記回転筒の先端開口部に回転筒内
加熱バーナーを設けて該回転筒内加熱バーナーからの火
炎を前記回転筒に導入すると共に、天然ガラスの供給口
である前記回転筒の基端開口部から前記回転筒内加熱バ
ーナーの燃焼ガスの主たる部分を排出するようにしたこ
とを特徴とする天然ガラスの焼成装置である。また、本
発明は、天然ガラスを焼成して膨張パーライトを製造す
る際に、外熱式回転炉に回転筒内加熱バーナーを設け、
該回転筒内加熱バーナーの空気量を調整して、回転筒内
の酸素濃度を1%以下とすることを特徴とする天然ガラ
スの焼成方法である。また、本発明は、天然ガラスを焼
成して膨張パーライトを製造する際に、外熱式回転炉に
回転筒内加熱バーナーを設け、加熱用の全使用燃料の5
〜20%を前記回転筒内加熱バーナーで燃焼し、残部を
回転筒外面加熱バーナーで燃焼することを特徴とする天
然ガラスの焼成方法である。
【0008】本発明者は、外熱式横型回転炉において、
外熱式焼成方式にわずかな向流式の内熱式焼成方式を併
用すると熱効率が著しく向上することを確認し、本発明
に至った。
【0009】以下、本発明について実施例に基づき詳細
に説明する。 実施例1 5基の回転筒外面加熱バーナーを備えた燃焼加熱室と、
該燃焼加熱室を長さ方向に貫通する内径300mm、加
熱部の長さ2000mmの回転筒を有する、外熱式横型
回転炉とし、膨脹パーライトの排出口である前記回転筒
の先端部を低く、天然ガラスの供給口である前記回転筒
の基端部を高く、傾斜角度を11度とし、これを周速度
0.70m/sで回転した。更に、回転筒の先端開口部
に回転筒内加熱バーナーを設けて、1時間当たり1.1
m3でLPGを燃焼し、該先端開口部から、前記回転筒
内加熱バーナーからの火炎を導入した。燃焼加熱室の温
度を1150℃に維持するのに必要な回転筒外面加熱バ
ーナーのLPG燃焼量は1時間当たり5.7m3であっ
た。
【0010】この状態で、別炉で240℃に予熱した平
均粒子径1.74mmの真珠岩からなる精石を、前記外
熱式横型回転炉の回転筒基端部から1時間当たり100
Kg投入し、回転筒先端部から膨脹パーライトを回収し
た。この膨脹パーライトの単位容積質量が0.17Kg
/lであった。精石1Kg当たりのLPG使用量(燃料
原単位)は0.068m3であった。この時、全LPG
使用量に対する回転筒内加熱バーナーのLPG使用量の
比率は16%であった。回転筒内加熱バーナーを使用す
ることによって、使用しない場合と比較して膨脹パーラ
イトが軽量化され燃料原単位の低下が認められた。
【0011】実施例2 5基の回転筒外面加熱バーナーを備えた燃焼加熱室と、
該燃焼加熱室を長さ方向に貫通する内径300mm、加
熱部の長さ2000mmの回転筒を有する、外熱式横型
回転炉とし、膨脹パーライトの排出口である前記回転筒
の先端部を低く、天然ガラスの供給口である前記回転筒
の基端部を高く、傾斜角度を11度とし、これを周速度
0.70m/sで回転した。更に、回転筒の先端開口部
に回転筒内加熱バーナーを設けて、1時間当たり1.1
m3でLPGを燃焼し、該先端開口部から、前記回転筒
内加熱バーナーからの火炎を導入した。
【0012】この状態で、別炉で240℃に予熱した平
均粒子径1.74mmの真珠岩からなる精石を、前記外
熱式横型回転炉の回転筒基端部から投入し、回転筒先端
部から膨脹パーライトを回収した。この膨脹パーライト
の単位容積質量が0.20Kg/lとなる精石の投入量
を調べたところ、1時間当たり190Kgであった。こ
のとき、燃焼加熱室の温度を1150℃に維持するのに
必要な回転筒外面加熱バーナーのLPG燃焼料は1時間
当たり6.7m3であった。精石1Kg当たりのLPG
使用量(燃料原単位)は0.041m3であった。ま
た、全LPG使用量に対する回転筒内加熱バーナーのL
PG使用量の比率は14%であった。同一単位容積質量
の膨脹パーライトを焼成する場合、回転筒内加熱バーナ
ーを併用しない比較例1と比較して1.9倍の精石を処
理することが可能であり、燃料原単位は58%で済むこ
とがわかった。
【0013】比較例1 5基の回転筒外面加熱バーナーを備えた燃焼加熱室と、
該燃焼加熱室を長さ方向に貫通する内径300mm、加
熱部の長さ2000mmの回転筒を有する、外熱式横型
回転炉とし、膨脹パーライトの排出口である前記回転筒
の先端部を低く、天然ガラスの供給口である前記回転筒
の基端部を高く、傾斜角度を11度とし、これを周速度
0.70m/sで回転した。
【0014】この状態で、別炉で240℃に予熱した平
均粒子径1.74mmの真珠岩からなる精石を、前記外
熱式横型回転炉の回転筒基端部から投入し、回転筒先端
部から膨脹パーライトを回収した。この膨脹パーライト
の単位容積質量が0.20Kg/lとなる精石の投入量
を調べたところ、1時間当たり100Kgであった。こ
のとき、燃焼加熱室の温度を1150℃に維持するのに
必要な回転筒外面加熱バーナーのLPG燃焼量は1時間
当たり7.0m3であった。
【0015】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
外熱式回転炉に向流式でしかも燃料使用比率の少ない内
熱式の燃焼バーナーを組み合わせることによって、外熱
式回転炉の特徴である精石の爆裂を防ぐ効果はなんら影
響を受けない。内熱式の燃焼バーナーが回転筒の先端に
あり、精石の昇温初期に直接火炎に触れず、かつ燃料使
用比率が少ないことから、燃焼ガス量が少なく回転筒内
での気流速度が遅い為、熱ロスの低減につながっている
ことによる。先端部に設けた内熱式の燃焼バーナーは、
燃料使用比率の少ないにも関わらず、燃料原単位の削減
効果は大きい。外熱式のみであれば、先端部は温度が低
下するが、先端部に内熱式の燃焼バーナーを併用するこ
とによって、先端部付近も膨張可能温度範囲となり、焼
成ゾーンの延長につながる。更に、回転筒内空間の温度
も上昇して燃料原単位が削減できると推定される。
【0016】内熱式の燃焼バーナーの空気量を理論空気
量以下として燃焼すると、酸素の不足をきたし、回転筒
内の酸素が消費される結果として、回転筒内の酸素濃度
が低下する。外熱式のみであれば、回転筒内の酸素濃度
は空気中の濃度にほぼ等しく、ある種の天然ガラスは膨
張時の温度と酸素濃度の影響により、天然ガラスに含有
される鉄分が酸化して茶褐色に変色する場合がある。こ
れに対して、本発明のごとく、内熱式の燃焼バーナーの
空気量を理論空気量以下として燃焼して、回転筒内の酸
素濃度を1%以下にすると前記の着色を防ぐことが出来
る。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数の回転筒外面加熱バーナーを備えた
    燃焼加熱室と、該燃焼加熱室を長さ方向に貫通する回転
    筒を有する、天然ガラスを焼成する外熱式横型回転炉に
    おいて、膨張パーライトの排出口である前記回転筒の先
    端開口部に回転筒内加熱バーナーを設けて該回転筒内加
    熱バーナーからの火炎を前記回転筒に導入すると共に、
    天然ガラスの供給口である前記回転筒の基端開口部から
    前記回転筒内加熱バーナーの燃焼ガスの主たる部分を排
    出するようにしたことを特徴とする天然ガラスの焼成装
    置。
  2. 【請求項2】 天然ガラスを焼成して膨張パーライトを
    製造する際に、外熱式回転炉の回転筒の先端開口部に回
    転筒内加熱バーナーを設け、該回転筒内加熱バーナーの
    空気量を調整して、回転筒内の酸素濃度を1%以下とす
    ることを特徴とする天然ガラスの焼成方法。
  3. 【請求項3】 天然ガラスを焼成して膨張パーライトを
    製造する際に、外熱式回転炉の回転筒の先端開口部に回
    転筒内加熱バーナーを設け、加熱用の全使用燃料の5〜
    20%を前記回転筒内加熱バーナーで燃焼し、残部を回
    転筒外面加熱バーナーで燃焼することを特徴とする天然
    ガラスの焼成方法。
JP11062102A 1999-02-03 1999-02-03 天然ガラスの焼成装置及び焼成方法 Pending JP2000227279A (ja)

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