JPH0229951B2 - Renzokushikishoseisochi - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は焼成装置に関し、省エネルギー型の
連続式焼成装置に関する。 従来の連続式焼成装置は、第１図ないし第３図
をもつて示すように、予熱帯１、焼成帯２及び冷
却帯３が一体となつたものが一般的なものであつ
て、これによつて被焼成物４の連続焼成が行なわ
れていた。これを同図において説明すれば、被焼
成物４は台車５上に積まれ、炉の予熱帯１の入口
６より押し入れられてこの予熱帯１で予熱された
のち、焼成帯２で焼成され、次に冷却帯３で冷却
され、こうして順次連続的に焼成されていた。即
ち、被焼成物４は、焼成帯２からの廃ガスや冷却
帯３から回収した廃熱を図示しない送風パイプを
通して予熱室１に導きここで予熱されていた。ま
た、冷却帯３では、炉の天井部に吹込孔７が穿設
され、この孔７から冷却用空気が送給されて焼成
物４を冷却し、冷却後炉側部に設けられた側壁孔
８から図示しない風管を通つて前記の予熱帯１へ
送給されていた。しかしながらこの焼成物４の冷
却の場合、上記吹込孔７より吹込まれる冷却用空
気の圧力は、焼成帯２と冷却帯３との境界部にお
いて、焼成帯２のバーナー９でのガス圧とほぼ同
一圧力となるように調節されていなければなら
ず、この圧力調節によつて冷却帯３に吹込まれる
冷却用空気が焼成帯２へ流入するのを防止してい
た。 このように従来の連続式焼成装置は、予熱帯１
での被焼成物４の予熱に廃熱を利用し、また冷却
帯３での焼成物４の冷却も充分行なうことができ
たため、間歇運転を繰り返す単独キルンと対比し
てそれなりに熱効率を高めることが出来、また生
産性や品質も向上させることが可能であつた。し
かしながら長年にわたつて築炉業務に従事して来
た発明者は、上記の如く一応満足すべき状態にあ
つた連続焼成炉についてもこれを一層改善すべく
更に研究して来たものである。その結果、従来の
連続焼成炉では熱効率、生産性、品質の向上を図
るためには炉長を充分な長さにすることが不可欠
という問題があり、したがつてこれを短縮化して
なお従来の連続焼成炉と同様の効果の期待出来る
装置の開発に努めたものである。即ち、炉本体の
長大化は広大な敷地面積、多大な動力の他に多数
の台車等付帯設備の増大をもたらすばかりでな
く、炉本体からの熱放散による熱損失もそれだけ
大きく、これらは全体として製品コストの上昇を
もたらす原因となつていたからである。また、従
来の連続焼成炉では、冷却帯において、最適な冷
却条件を得ようとして冷却帯へ外部から導入され
る冷却用空気を調節すると、これが焼成帯と冷却
帯の境界部で圧力のバランスをくずし、焼成帯か
らの廃ガスが冷却帯に流れたり、また反対に冷却
帯からの冷却用空気が焼成帯へ逆流して焼成物の
品質を低下させる原因となつていた。更に、炉の
燃焼効率を向上させるために焼成帯のバーナーに
供給する燃焼用空気に冷却帯の排出孔から排出さ
れる加熱空気を利用しようとしても、この排出加
熱空気が炉内の粉塵、廃ガス等を多量に含んで汚
れているため利用できないという問題もあつた。 この発明は、以上のような従来の連続式焼成装
置における種々の問題点を改善して焼成品の品質
を従来通り良好に保ちつつ更に熱効率、生産性の
向上を図り、あわせて炉体の長さも短縮した省エ
ネルギー型の連続式焼成装置を提供しようとする
ものである。以下に第４図ないし第６図に示すこ
の発明の１実施例に基づいてこの発明を説明す
る。第４図はこの発明の連続式焼成装置を示す部
分横断面図で、第５図は同上装置の炉本体の縦断
面図を示す。 同図で１０は炉本体を示す。この炉本体１０
は、中央に焼成帯１２が位置し、その一端に予熱
帯１１及び他端に冷却帯１３が位置し、これらが
一体となつている。炉本体１０の予熱帯１１の入
口６には耐熱性の扉１４が設けられ、側端には廃
ガス排出用の煙突１５が設けられている。焼成帯
１２を挾んで予熱帯１１の反対側には冷却帯１３
が位置している。冷却帯１３には、その中間部で
焼成帯１２寄りに位置したところに蓄熱冷却型熱
交換器１６が取付けられている。この熱交換器１
６は、炉の内側壁及び天井に設けられ、その構造
は内壁が熱伝導性が大きい耐火物（例えばマグネ
シア質）内に耐熱鋼製パイプを多数埋設したブロ
ツク状のものとし、この熱交換器１６の外部を断
熱材（例えばセラミツクフアイバー）で覆い内部
の被焼成物４から得られる蓄熱を外部へ放散する
のを防ぐようにする。冷却帯１３の出口１７には
耐熱性の出口扉１８を設ける。また中央部の１２
は焼成帯を示し、ここには焼成室１９があつて、
その内側壁には複数個のバーナー９，９が取付け
られている。このバーナーに供給される燃焼用空
気には、上述した冷却帯１３の側壁、天井より熱
交換器１６で回収された加熱空気が供給される。
このため熱交換器１６の図示しないパイプと燃焼
室１９のバーナーの燃焼用空気導入管とが送風管
２０で連結されている。炉本体１０の床にはレー
ル２１が敷かれ、その両端で別途設けられたガイ
ドレール２２，２３と直交して連結されている。
なお、第６図は炉本体１０の縦断面図を示したも
のである。２４は炉本体１０と独立して設けられ
たボツクス型予熱室を示し、予熱帯側に設けられ
たガイドレール２２に搭載され、矢印２５方向に
往復運動可能となつている。この予熱室２４は、
被焼成物４をのせた台車５をガイドレール２２に
搭載したまま収納できる空胴を内部に有す密閉ボ
ツクス構造で、内部を耐熱鋼板とし、その外部を
断熱材２６例えば岩綿で保温したものである。こ
の予熱室２４には被焼成物４の出入のため、耐熱
性扉２７が、炉本体１０の予熱帯１１に設けられ
た扉１４と対向する側に設けられている。２８は
焼成物４を最終的に冷却するためのボツクス型冷
却室であつて、前記した予熱室２４と同様ガイド
レール２３上に搭載されて炉本体１０の冷却帯側
に設けられている。この冷却室２８もガイドレー
ル２３上を矢印２９方向に往復運動可能とする。
この構造も予熱室２４と同じく内部に台車５を収
納できる空室を有する密閉構造であるが、側壁に
鋼板製の空胴壁を有し、ここに外部からの冷却用
空気の出入孔を設けておく。この冷却室２８には
焼成物４の出入のための断熱性扉４１が炉本体１
０の冷却帯側と対向する側に設けられている。上
述した予熱室２４及び冷却室２８のそれぞれが搭
載されている各ガイドレール２２，２３の側端を
結んで中間部には側線３０が設けられ、この側線
３０上に乾燥室３１が搭載されている。この乾燥
室３１は被焼成物４を予熱する前に乾燥するため
のものであつて、台車５に載せられた被焼成物４
が側線３０上に搭載されたまま出入自在なように
なつており、扉３２を開いて上記被焼成物４を例
えば２台車分この中に挿入したのち乾燥し、乾燥
後扉３３を開けてこれより取出され、次にこれを
予熱室２４に送り込むようになつている。なお、
乾燥室３１には被焼成物４の乾燥に用いた加熱空
気、例えば廃ガスを排出するための図示しない煙
突が設けられている。上述した炉本体１０と予熱
室２４、冷却室２８及び乾燥室３１との間には送
風管が配管されている。即ち、炉本体１０の焼成
室１９と予熱室２４との間には、予熱帯１１の廃
ガスを予熱室２４へ送るための送風管３４が設け
られ、更にこの予熱室２４と乾燥室３１との間に
は同様の送風管３５が配設されている。そしてこ
れらの配管の適宜な個所には送風用の図示しない
フアンが設けられている。また炉本体１０の冷却
帯１３に設けられた熱交換器１６のパイプと冷却
室２８の側壁に設けた空胴部との間にも送風管３
６が配管されており、この適宜な個所にも図示し
ないフアンが設けられている。 次に上記した構成からなる本発明の連続式焼成
装置の作用について説明する。乾燥室３１の手前
で被焼成物４を台車５上に積み、これを乾燥室３
１の扉３２を開けてこの中に台車５ごと収納し、
収納後扉３２を閉じ、ここで被焼成物４の水分を
除去する。この乾燥室３１には、炉本体１０の焼
成室１９で発生する廃ガスが送風管３４，３５で
予熱室２４を経由して送給されているのでその予
熱で被焼成物４を充分に乾燥することができる。
ここで乾燥された被焼成物４は、乾燥室３１の扉
３３を開けて乾燥室３１より取り出され、その後
側線３０上を台車５ごと側線３０の端部側に特機
している予熱室２４の方へ移動される。次に予熱
室２４の扉２７を開け、上述の乾燥された被焼成
物を台車５ごとこの中に送り込み、焼成帯１２で
発生した高温の廃ガスによりここで充分に予熱さ
れる。次にこの予熱室２４を炉本体の予熱帯１１
の入口６までガイドレール２２で移動し、予熱室
２４の扉２７と炉本体１０の扉１４とを対向させ
た位置に調整し、扉２７と扉１４とをほぼ同時に
開けて被焼成物４を積んだ台車５を炉本体１０の
予熱帯１１へ押し入れる。入炉後、扉１４を閉じ
て、この炉本体１０の予熱帯１１で更に充分に被
焼成物４の予熱を行なう。ここでは焼成室１９か
ら予熱帯１１に流れてくる高温の廃ガスで十分に
加熱されるが、ここにおける熱源を別途に求める
こともちろん可能である。なおこの予熱帯１１で
予熱に使用されたのちの廃ガスは、その後予熱室
へ送風され過剰な廃ガスは煙突１５より排出され
る。再度十分に予熱された被焼成物４は、この予
熱帯１１を通過し、焼成帯１２へと移動して、焼
成室１９の側壁に設けた複数のバーナー９，９に
よつて焼成される。この焼成に際しては、バーナ
ー９，９に供給される空気として冷却帯１３に設
けた熱交換器１６から送風される清浄な加熱空気
が用いられ、燃焼効果を格段に向上することがで
きる。焼成の完了した焼成物４は次に冷却帯１３
へと送られる。この冷却帯１３には熱交換器１６
が設けられており、ここで焼成物４は一次冷却さ
れる。即ち、冷却帯１３内の側壁及び天井に設け
られた熱交換器１６には常時冷却用空気が送り込
まれ、これが焼成物４の高熱を奪つたのち燃焼用
空気として排出されているので、焼成物４は、こ
こで間接冷却される。熱交換器１６を装着した冷
却帯域で一次冷却された焼成物４は、更に先の冷
却帯１３に送られ、ここで二次冷却され、次に最
終的に冷却室２８へと送られる。この段階に至つ
たとき、冷却室２８をその扉４１が、炉の扉１８
と対向するようにし、両方の扉１８，４１を略同
時に開き、焼成物４を台車５ごとガイドレール２
３上の冷却室２８に移し、すばやく冷却室２８の
扉４１を閉じるようにする。この後この冷却室２
８の空胴壁内に図示しない送風管より冷却用空気
を吹き込み、冷却帯１３の熱交換器１６における
冷却と同様に焼成物４の間接冷却を行なう。この
冷却室２８で焼成物４を充分に冷却した後は、冷
却室２８をガイドレール２３の端部に移動し、こ
こで焼成物４を台車５ごと冷却室２８より側線３
０上に押し出す。側線３０上に焼成物４の積まれ
た台車５を押出した空室の冷却室２８はガイドレ
ール２３上を戻され、冷却帯１３の炉出口１７の
位置に配置される。そして炉本体１０の予熱室２
４に被焼成物４を積んだ台車５を挿入すると同時
に再びここで冷却帯１３より押出されて来る焼成
物４及び台車５を積込んで冷却空気の吹込みを行
なう。以上のような操作は連続的に行なわれて焼
成が繰り返される。 なお本発明の装置では、冷却帯に設置された蓄
熱冷却型熱交換器から得られる加熱空気が、清浄
でしかも操炉中安定してから得られるところから
前述の如く燃焼用以外に乾燥その他の熱源として
も利用することができる。また蓄熱冷却型熱交換
器への送風は、冷却室より送風された空気を用い
ずに直接大気を送風してもよい。特に、乾燥室に
気密性がない場合ここ廃ガスを導入すると、これ
が漏れて周囲の作業環境を悪化させる恐れがある
ので、かかる場合前述した冷却室からの清浄な加
熱空気を送給することによつてこうした問題が解
消される。更に、本発明の実施に際して焼成物の
形状その他で乾燥に長時間を要する場合、側線に
複数個のターンテーブル、予備側線等を用いれば
操炉に支障をきたすことなく長時間の乾燥をする
ことが可能となる。 以上説明したように本発明は、炉本体の予熱帯
側に独立して移動可能なボツクス型予熱室を、ま
た冷却帯側に独立して移動可能なボツクス型冷却
室をそれぞれ設け、さらに冷却帯に焼成物の間接
冷却を可能とした蓄熱冷却型熱交換器を介装して
冷却帯側より回収した清浄な加熱空気を燃焼用空
気として用いるようにしたので、熱効率も大幅に
向上できるばかりでなく、炉長も大幅に短縮でき
て、しかも焼成品の品質も一層向上させることが
出来るようになつた。即ち、この発明では炉本体
と独立して予熱室を設けて、ここに予め乾燥した
被焼成物を挿入し、ここで炉本体から供給された
廃ガスを用いて事前に充分に予熱してから炉本体
の予熱帯に送るようにしたので、これらの再度の
予熱によつて被焼成物の予熱が均一かつ確実に行
なうことが出来ると共に炉本体の予熱室では急速
予熱を行なうことが出来るようになつた。従来の
連続炉においては常温の被焼成物を入炉するか、
或いは事前に乾燥炉を用いたとしても高々100℃
程度にしか加熱されていなかつたが、本発明の予
熱室を用いることによつてこれが約300℃に予熱
されるようになつた。また冷却帯での冷却も、焼
成物の間接冷却を行なうようにした蓄熱式熱交換
器を装置したことによつて焼成物に悪影響を与え
ることなく焼成物の急速冷却を可能とし、しかも
従来の炉のように冷却帯と焼成帯の境界部での圧
力バランスを失なうという問題も一切生じること
がなくなつた。こうした間接冷却を利用すること
によつて焼成温度から一挙に750℃まで急速冷却
しても良好な焼成品が得られることが実験の結果
確認された。従来は本発明の如く間接冷却方式を
用いず冷却帯の吹込孔より冷却用空気を吹込み、
これによつて焼成物を直接冷却していたので、急
冷による焼成物への悪影響を考慮して急速冷却が
不可能であつた。更にこの発明では上述の冷却帯
側に炉本体とは独立して密閉型の冷却室を設け、
炉本体の冷却帯で一次冷却された焼成物をこの冷
却室に挿入して冷却するようにしたので、焼成物
の温度も500〜600℃という高温のままで炉本体か
ら押し出すことが出来るようになつた。また、こ
の冷却室における冷却も間接冷却であるため、従
来の連続焼成炉における直接冷却と相違して冷却
条件のバラツキに原因する不良品の発生といつた
問題も解消されるようになつた。この結果焼成品
の歩留も３〜５％上昇することになつた。 このように本発明の装置では炉本体の予熱帯に
予熱室を独立して設け、また冷却帯側に冷却室を
独立して設け、ここで被焼成物の予熱、焼成物の
冷却を行なうことが出来るようにしたので炉長を
従来装置と比較して20〜30％も短縮することが可
能となり、これに伴なつてその他の付帯設備も大
幅に節約することが出来るようになつた。更にこ
の発明の装置にあたつては、焼成帯のバーナーの
燃焼用空気として、冷却帯側に設けた蓄熱冷却型
熱交換器から送風されてくる通常約300℃に加熱
された清浄な空気を供給するので、従来の連続炉
と比較して燃焼効率を大幅に向上させることが出
来、この結果バーナーの数を少なくすることが出
来る等で燃料を約20％節約も出来るようになつ
た。また、本装置は被焼成物及び台車の炉本体へ
の出入に際して予熱帯入口及び冷却帯出口に予熱
室や冷却室を接続して行なうので、その操作時に
外気の冷風が炉内へ突入することが防止できる。
従来の炉では冷却帯出口扉を開けたとき、ここか
ら突風が入り、焼成帯、予熱帯へと異常なガス流
が発生し、そのため品質の劣る恐れがあつたが、
この発明によれば、こうした問題の生ずることが
なく安定した操業が出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の連続式焼成装置の部分横断面
図、第２図は第１図に示す装置のうちの炉本体の
縦断面図、第３図はその横断面図、第４図は本発
明の１実施例である連続式焼成装置の部分横断面
図、第５図は第４図に示す装置のうちの炉本体の
縦断面図、第６図はその横断面図を示す。 ４……焼成物、５……台車、９……バーナー、
１０……炉本体、１１……予熱帯、１２……焼成
帯、１３……冷却帯、２４……予熱室、２８……
冷却室、３１……乾燥室、１６……蓄熱冷却型熱
交換器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 予熱帯、焼成帯、冷却帯を順に設けた炉本体
   と、この炉本体の予熱体の側端のガイドレール上
   に接離自在で移動可能となるように設けられたボ
   ツクス型の予熱室と、この予熱室の手前に設けら
   れて被焼成物を予熱室へ搬送する前に乾燥する乾
   燥室と、前記炉本体の冷却帯の側端のガイドレー
   ル上に接離自在で移動可能となるように設けられ
   たボツクス型の冷却室とを具備することを特徴と
   する連続式焼成装置。