JPH031257B2

JPH031257B2 -

Info

Publication number: JPH031257B2
Application number: JP25714284A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Soma; Takeshi Suzuki; Mikio Murao; Chikanori Kumagai; Masaharu Takagishi; Isao Hayashi; Hayamizu Ito; Tadashi Maruyama; Zenshi Okada
Original assignee: Kawasaki Heavy Industries Ltd
Current assignee: Kawasaki Heavy Industries Ltd
Priority date: 1984-12-04
Filing date: 1984-12-04
Publication date: 1991-01-10
Also published as: JPS61136947A

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、予熱されたセメント原料粉を仮焼した
後造粒し、その造粒物を集めて焼成するようにし
た焼成装置に関する。これは、セメント原料粉を
予熱、仮焼、造粒、焼成、冷却の工程を経てクリ
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
2874950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
層内で滞留している間に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
ようになつている。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
作条件下で行なわなければならない。その結果、
各操作に適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、クリンカの品質が悪化する問題がある。加え
て、常温の核クリンカを流動化させながら造粒可
能な1300℃前後の温度に上げるので、多大のエネ
ルギを要して熱効率が低い問題もあり、商業ベー
スでは実現されるに至つていない。

それを解決しようとしたものに、特公昭44−
32193号公報に記載された造粒焼成用の流動層炉
がある。この炉は、ガス整流用多孔板を通して流
動化用ガスを供給することに加えて、ジエツト流
を形成するように燃料を流動層に供給して、粒径
調整ならびに焼成調整ができるようにしたもので
ある。なお、造粒のための核にはクリンカが使用
されず、別途セメント原料粉の一部を流動層造粒
機で造粒した後乾燥させたものが使用され、それ
がセメント原料粉と共に流動層内に供給されるよ
うになつている。

このような流動層炉においても上述の米国特許
と同様に、原料粉の造粒と造粒物の焼成が完全な
混合状態で行なわれるので、一方の操作の最適化
を図ると他方の最適化が阻まれ、両操作の最良な
状態を保持することが容易でない。したがつて、
生成されたクリンカの品質にばらつきが生じると
いう問題があり、しかも、核となる原料粒子の昇
温のためのエネルギも無視できず、燃料消費量の
低減にも限界がある。

〔発明の目的〕

本発明は上述の問題に鑑みなれたもので、その
目的は、セメント原料粉の造粒操作と造粒物の焼
成操作とを独立して行なうことができ、それによ
つてそれぞれの操作の最適化を可能して品質の良
いクリンカを生成することができ、しかも、造粒
に必要な熱エネルギの消費を抑制して、高い熱効
率で稼働させることができる総高の低いセメント
クリンカの焼成装置を提供することである。

〔発明の構成〕

本発明の特徴を説明すると、第１図に示すよう
に、セメント原料粉を造粒する炉３と造粒物を焼
成する炉４とが独立して設けられていると共に、
原料粉を造粒する核クリンカを予熱するための核
クリンカ投入部２０が設けられている。その造粒
炉３は噴流層炉であり、その上側の胴部３Ａに
は、セメント原料粉を仮焼した後の仮焼炉排ガス
オ導入される排ガス導入口１１が開口されてい
る。さらに、造粒炉３の下側の逆円錐形部３Ｂに
は、予熱された核クリンカと仮焼されたセメント
原料粉が投入される被造粒物投入口１３が開口さ
れ、その投入口近傍に被造粒物を加熱するバーナ
１４が設置され、下端には焼成炉排ガスを導入す
る排ガス導入口１５が開口され、被造粒物投入口
１３より上方に造粒物を排出する造粒物排出口１
７が開口されている。焼成炉４は造粒物を流動層
２１内で焼成する流動層炉であり、造粒物排出口
１７から排出された造粒物を流動層に供給する造
粒物シユート２４が設けられ、炉上には焼成炉排
ガスを排ガス導入口１５に送出する焼成炉排ガス
ダクト２６が接続されている。焼成されたクリン
カを冷却する流動層クーラ５の高温部上には、予
熱されたセメント原料粉を仮焼する仮焼炉２がス
ロート８を介して設けられている。

なお、核クリンカが使用されない場合は、核ク
リンカ投入部２０は設けられず、また、造粒炉３
の下側の逆円錐形部３Ｂには、仮焼されたセメン
ト原料粉のみが投入されるようになつている。

〔実施例〕

以下図面を参照しながら、本発明を詳細に説明
する。

第１図は予熱部１、仮焼炉２、造粒炉３、焼成
炉４およびクーラ５を主たる構成とするセメント
クリンカの焼成装置６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
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７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
るようになつている。

仮焼炉２は予熱部１で昇温されたセメント原料
粉を、造粒炉３に投入する前に脱炭酸しておき、
造粒物の焼成をより効果的に行なわせるものであ
る。なお、仮焼炉は公知であるのでその詳しい説
明を省くが、後に述べるクーラ５の上に設置され
ている。その仮焼用空気はスロート８を介してク
ーラ５の排ガスが導入されるようになつていて、
そのための排ガス導入口９が仮焼炉２の下端部に
開口されている。

造粒炉３は仮焼炉２で仮焼されたセメント原料
粉を造粒する炉であつて、炉内での造粒効果を高
める操作を容易にするために、造粒物を焼成する
焼成炉４とは独立して設けられている。この造粒
炉３は焼成炉排ガスを導入して噴流層１０を形成
する噴流層炉であり、胴部３Ａとその下に形成さ
れた逆円錐形部３Ｂからなつている。

その上側の胴部３Ａには、予熱されたセメント
原料粉を仮焼炉２で仮焼した後の仮焼炉排ガスが
旋回して導入される排ガス導入口１１が開口され
ている。そして、下側の逆円錐形部３Ｂの下部に
は、ホツトスポツト１２を形成するように、予熱
された核クリンカと仮焼されたセメント原料粉が
投入される被造粒物投入口１３が開口され、その
投入口近傍に被造粒物を加熱する適数個のバーナ
１４が、やや上方に傾斜して設置されている。逆
円錐形部３Ｂの下端には、バーナ１４のための燃
焼用空気とすると共に上述の噴流層１０を形成さ
せる焼成炉排ガスを導入する排ガス導入口１５が
開口されている。なお、被造粒物投入口１３より
上方の逆円錐形部３Ｂまたは胴部３Ａの側部に
は、噴流層１０中を循環することにより粒子の成
長した造粒物を、焼成炉４に排出するための造粒
物排出口１７が開口されている。

このような造粒炉３の上部には造粒炉排ガス１
８を予熱部１に導出する造粒炉排ガスダクト１９
が接続され、これに、例えば粒径が１mm未満の核
クリンカを予熱するために投入する核クリンカ投
入部２０が設けられている。このように核クリン
カを造粒炉排ガス１８の保有する熱エネルギで予
熱しておけば、造粒炉３での熱消費を大幅に抑制
することができる。なお、核クリンカの投入は、
造粒炉排ガスダクト１９に限らず、セメント原料
粉と同様に予熱部１の全部または一部を流過する
ような位置で行なうこともでき、熱交換する排ガ
ス温度などから適宜都合のよい位置が選択され
る。

焼成炉４は造粒物を流動層２１内で焼成する流
動層炉であり、クーラ５でクリンカを冷却するた
めに流過したクーラの排ガスが、流動化用ガス導
入口２２，２３から、焼成室４Ａと熟成室４Ｂに
供給される分と徐冷室４Ｃに供給される分とに区
別されて、焼成炉４における流動化用ガスとして
導入されるようになつている。なお、図示は各１
つの焼成室、熟成室、徐冷室からなるが、それぞ
れが複数の室から構成されていてもよい。このよ
うな焼成炉４には、造粒炉３の造粒物排出口１７
から排出された造粒物を流動層２１に供給する造
粒物シユート２４が設けられ、炉上には焼成炉排
ガス２５を造粒炉３の排ガス導入口１５に送出す
る焼成炉排ガスダクト２６が接続されている。そ
の造粒物シユート２４には、適度に成長した造粒
物のみを導出するための選択引出用ガスの送風口
２７が気密排出器２８より上部に設けられ、炉内
ガスが送給されるように、焼成炉４に開口した炉
内愛ガス送風ダクト２９が接続されている。な
お、送風口２７から大気を冷風として導入するこ
ともできる。

焼成されたクリンカの径は１〜２mm程度であ
り、それを冷却するためにはクーラ５も焼成炉４
と同様な流動層が採用される。このクーラ５は高
温部５Ａと低温部５Ｂ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、各部が多室化されている。本例では高温
部５Ａ内の排ガスが前述した仮焼炉２にスロート
８を介して供給され、低温部５Ｂ内の排ガスは、
集塵器３０で除塵された後、焼成炉４の流動化用
ガス導入口２２，２３に供給されるようになつて
いる。

クーラ５から排出されたクリンカは次工程に搬
出されるが、その一部は核クリンカとして使用さ
れる。そのため、クリンカクラツシヤ３１とスク
リーン３２が設置され、図示しないが輸送機によ
つて核クリンカ投入部２０に搬送され、核クリン
カの供給が途絶えることのないように配慮されて
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、原料粉を一定粒度に造粒できると共に
所望の焼成が行なわれ、品質の高いクリンカを生
成することができる。

原料投入口７から投入されたセメント原料粉
は、予熱部１のダクト１ａ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１
ｂに投入されると再度上昇する排ガスに浮遊しな
がら熱交換される。このような動作が繰り返され
て、原料粉が順次サイクロンＣ３，Ｃ２から仮焼
炉２に至る間に、所定の温度に仮焼される。な
お、排ガスは造粒炉３から排出されたものである
が、それは原料粉とは逆のサイクロンＣ１からサ
イクロンＣ４を辿つて排出される。

仮焼炉２ではクーラ５の高温部５Ａからの650
〜750℃の排ガスが、スロート８を介して供給さ
れ、バーナ３３や３４で加熱され、サイクロンＣ
２からのセメント原料粉が脱炭酸される。なお、
加熱により見掛けの流量が増えたガスは絞り部３
５で加速され、仮焼された原料粉は仮焼炉排ガス
に伴われて、仮焼炉排ガスダクト３６から造粒炉
３に導入される。

一方、焼成炉４で生成されたクリンカがクーラ
５で冷却されて次工程に搬出されるとき、その一
部が取り出されて、クリンカクラツシヤ３１で砕
かれる。スクリーン３２で粒度が１mm未満に整え
られて、造粒炉排ガスダクト１９に設けられた核
クリンカ投入部２０から投入される。この核クリ
ンカはダクト１９内を流過する排ガスに浮遊しな
がら熱交換し、サイクロンＣ１で捕集される。こ
のようにして予熱された核クリンカと仮焼された
原料粉とが、造粒炉３の下部に開口された被造粒
物投入口１３から、1250〜1350℃のホツトスポツ
ト１２に投入される。

この部分には焼成炉４からの焼成炉排ガス２５
が供給されると共に、バーナ１４から噴出される
燃料が燃焼される。その結果、被造粒物が急激に
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が形成されて核ク
リンカが循環運動する。その間に原料粉が付着し
て１mm未満であつた核クリンカが１〜２mm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
に適した操作条件とすることができる。なお、供
給される焼成炉排ガス２５は少なくとも1250〜
1300℃であるので、被造粒物の溶融が助長され
る。しかも、胴部３Ａには排ガス導入口１１から
仮焼炉２の比較的温度の低い排ガスが接線方向
（第２図参照）に導入され、胴部３Ａの壁面にお
ける微細な溶融物の付着を抑制すると共に、浮遊
する原料粉や核クリンカに旋回が与えられる。そ
の結果、原料粉や核クリンカは捕集され、造粒物
層１６に落下する。それらが造粒物に付着して、
造粒物間の融着や固着も回避される。造粒炉３の
造粒炉排ガスダクト１９が炉芯からずれて設けら
れていれば、特に造粒炉排ガスダクト１９を図中
の４１辺りの位置に設ければ、排ガスに伴われて
排出される核クリンカや原料粉の量がますます減
少し、造粒化をより促進できる。

所定の大きさに成長したセメント原料は、造粒
物排出口１７から造粒物シユート２４を通つて焼
成炉４に供給される。燃料供給器３７から燃料が
供給されて造粒物に混合される。クーラ５を流過
することにより昇温したクーラ排ガスが、集塵器
３０で除塵された後、焼成炉４の流動化用ガスと
して、流動化用ガス導入口２２，２３から供給さ
れる。焼成炉４内の温度は1350〜1450℃に維持さ
れ、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、焼成に適した操作
条件とされ、品質のよいクリンカが製造される。
なお、焼成室４Ａで焼成されたクリンカは、造粒
物シユート２４から次々と投入される造粒物によ
り焼成室４Ａから溢れ、仕切壁３８を越えて熟成
室４Ｂに移動する。同様にして熟成さたクリンカ
は徐冷室４Ｃに移り徐々に冷却される。このよう
に焼成炉４において焼成、熟成、徐冷が行なわれ
ると、焼成後クーラで急激に冷却する場合に比べ
てクリンカの品質を一段と向上させることができ
る。

焼成炉４の徐冷室４Ｃより溢れるようにして排
出されたクリンカは、クーラ５で幾つかの流動層
を移動しながら冷却されて所定温度に降温され、
クリンカは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径はほと
んど変化しないし、その粒径が上述したように通
常のクリンカより小さい２mmまでであるので、粉
砕のための原単位が低減されて都合がよい。

ところで、造粒炉３から排出される造粒物のな
かには粒径の小さいものや原料粉が混在している
場合がある。造粒物シユート２４の送風口２７に
適量の冷風または図示したように焼成炉４の炉内
ガスを選択引出しとして供給するようになつてい
ると、小径のものは造粒炉３に吹き返され、造粒
度の高い大径のものが焼成炉４に供給される。こ
のような送風が行なわれない場合に、焼成炉４に
到達した細かい粒子は流動層２１から飛び出し、
焼成炉排ガスに伴われて排ガス導入口１５から造
粒炉３に戻される。

なお、仮焼炉排ガスダクト３６を流過するガス
温度は高いので、予熱部１のサイクロンＣ２内の
予熱原料粉の一部を原料粉供給口３９から供給す
れば、原料粉の増量とそれによる排ガス温度を下
げることができる。

第３図は造粒炉３の異なる例で、胴部３Ａに絞
り部４０が形成され、造粒炉排ガスダクト１９が
炉芯に設けられている。この絞り部４０によつて
上昇する造粒炉排ガスの流速が高められ、炉内に
浮遊した核クリンカや原料粉を迅速に除去できる
ようにしたものである。これによれば、造粒物排
出口１７から排出される造粒物に微粉や細粒の混
入するのを抑制できる。その結果、造粒物シユー
ト２４における選択引出しなどの操作を省くこと
ができる。なお、排ガス導入口１１から導入され
る800〜850℃の仮焼炉排ガスにより風量が増加し
て、絞り部４０を通過する流速がより高くなり、
上述の効果を増強することができると共に、排ガ
ス温度が下げられ造粒炉排ガスダクト１９での付
着を抑制できる。

以上の各実施例において、造粒操作に流動層を
使用しないで噴流層を採用した。噴流層炉は、流
動層炉における流動化用ガスの風箱や耐熱性が要
求される分散板などを必要としないので、その構
造が簡単となる利点がある。加えて、原料粉の付
着率が高い核クリンカを使用すること、およびそ
の核クリンカを所望温度に予熱して造粒に供する
ようにしたので、造粒性能を向上させることがで
きる。

上述した装置で注目すべきところは、温度の高
い焼成炉排ガスを造粒炉３に、温度の低いクーラ
５の排ガスを仮焼炉２に供給している点である。
したがつて、造粒炉３のホツトスポツト１２にお
ける温度を1700〜1800℃程度に上げることは、大
した困難を伴うことなく行なわれる。そこで、造
粒に際して造粒を容易にする核クリンカを用いな
くても、原料粉の溶融で造粒化が実現される。よ
つて、上述した装置における核クリンカ投入部を
設けなくとも、造粒の後焼成するようなクリンカ
焼成装置を実現することができる。

〔発明の効果〕

本発明は以上詳細に説明したように、セメント
クリンカの生成のために、造粒と焼成を異なる炉
を用い、しかも、造粒は噴流層による一方焼成は
流動層によつて行なうようにしたので、それぞれ
の操作条件の設定や調整が容易となり、均一な粒
度の造粒と最適温度による完全焼成を実現するこ
とができる。また、予熱された原料粉を仮焼炉に
よつて仮焼するようにしたので、焼成炉における
焼成能力を軽減することができる。

核クリンカを使用する場合には造粒性がよく、
その核クリンカが造粒炉排ガスを用いて予熱した
後造粒に供されるので、造粒が円滑に行なわれる
と共にそのための熱エネルギ消費を少なくでき
る。

造粒炉は焼成炉の上に、仮焼炉はクーラの上に
設置されるので、それらが並行配置となり、造粒
炉の上方に仮焼炉を設ける場合に比べて著しく総
高を減らすことができる。

【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実施例全体図、第２図は第１図の−線断
面図、第３図は造粒炉の異なる例である。２……仮焼炉、３……造粒炉、３Ａ……胴部、
３Ｂ……逆円錐形部、４……焼成炉、５……クー
ラ、８……スロート、１１……排ガス導入口、１
３……被造粒物投入口、１４……バーナ、１５…
…排ガス導入口、１７……造粒物排出口、１９…
…造粒炉排ガスダクト、２０……核クリンカ投入
部、２１……流動層、２４……造粒物シユート、
２６……焼成炉排ガスダクト、２７……送風口、
２９……炉内ガス送風ダクト。

Claims

【特許請求の範囲】１予熱されたセメント原料粉を造粒・焼成する
ことによりセメントクリンカを生成する装置にお
いて、セメント原料粉を造粒する炉と造粒物を焼成す
る炉とが独立して設けられると共に、原料粉を造
粒する核クリンカを予熱するための核クリンカ投
入部が設けられ、前記造粒炉は噴流層炉であり、その上側の胴部
には、セメント原料粉を仮焼した後の仮焼炉排ガ
スが導入される排ガス導入口がほぼ接線方向に開
口され、その下側の逆円錐形部には、予熱された
核クリンカと仮焼されたセメント原料粉が投入さ
れる被造粒物投入口が開口され、その投入口近傍
に被造粒物を加熱するバーナが設置され、下端に
は焼成炉排ガスを導入する排ガス導入口が開口さ
れ、前記被造粒物投入口より上方に造粒物を排出
する造粒物排出口が開口され、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、前記造粒物排出口から排出された造
粒物を流動層に供給する造粒物シユートが設けら
れ、炉上には焼成炉排ガスを前記排ガス導入口に
送出する焼成炉排ガスダクトが接続され、焼成されたクリンカを冷却する流動層クーラの
高温部上には、予熱されたセメント原料粉を仮焼
する仮焼炉がスロートを介して設けられ、ていることを特徴とするセメントクリンカの焼成
装置。２前記核クリンカ投入部は、造粒炉の造粒炉排
ガスダクトに設けられていることを特徴とする特
許請求の範囲第１項記載のセメントクリンカの焼
成装置。３前記造粒物シユートには、造粒物の選択引出
用ガスの送風口が設けられていることを特徴とす
る特許請求の範囲第１項記載のセメントクリンカ
の焼成装置。４前記送風口には、焼成炉に開口した炉内ガス
送風ダクトが接続されていることを特徴とする特
許請求の範囲第３項記載のセメントクリンカの焼
成装置。５予熱されたセメント原料粉を造粒・焼成する
ことによりセメントクリンカを生成する装置にお
いて、セメント原料粉を造粒する炉と造粒物を焼成す
る炉とが独立して設けられ、その造粒炉は噴流層炉であり、その上側の胴部
には、セメント原料粉を仮焼した後の仮焼炉排ガ
スが導入される排ガス導入口がほぼ接線方向に開
口され、その下側の逆円錐形部には仮焼されたセ
メント原料粉が投入される被粒物投入口が開口さ
れ、その投入口近傍に被造粒物を加熱するバーナ
が設置され、下端には焼成炉排ガスを導入する排
ガス導入口が開口され、前記被造粒物投入口より
上方に造粒物を排出する造粒物排出口が開口さ
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、前記造粒物排出口から排出された造
粒物を流動層に供給する造粒物シユートが設けら
れ、炉上には焼成炉排ガスを前記排ガス導入口に
送出する焼成炉排ガスダクトが接続され、焼成されたクリンカを冷却する流動層クーラの
高温部上には、予熱されたセメント原料粉を仮焼
する仮焼炉がスロートを介して設けられ、ていることを特徴とするセメントクリンカの焼成
装置。