JPH03217787A - 電熱式回転炉 - 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、電熱を利用して、任意の雰囲気下で、被処理
物を多量に効率良く加熱するための電熱式回転炉に関す
るものである。

〔従来の技術〕

粉粒体の物質を加熱する場合、燃料を燃焼させて高温ガ
スとし、この燃焼ガスと熱交換させるのが最も効率の良
い経済的な方法である。

しかし、燃焼ガス中には物質と反応するガス成分が含ま
れており、高温状態で物質とガス成分が反応するため、
経済的手段が利用できない場合がある。

たとえば、鉱石を高温に加熱し還元する場合、熱源とし
て燃料を使用すると燃料の燃焼ガス中には酸素をはじめ
とする処理物に対して酸化作用を及ぼすガス成分が含ま
れており、このような雰囲気に鉱石をさらすことは本来
の目的からすれば逆行することになる。ロータリーキル
ンを使用し石炭、重油、ＬＰＧ等を燃料として高温の燃
焼ガスを発生させ、この中で鉱石を還元処理する方法は
安価なエネルギーを使用できる点、大量の連続処理が可
能な点から広く鉱石製錬に利用されている。

しかし前述のとおり燃焼ガス中には過剰酸素等の酸化性
ガス成分が含まれており、いわゆる還元性雰囲気とは反
対の酸化性雰囲気となっていて還元率向上の目的に対し
て必ずしも満足のいくものではない。

酸化性燃焼気流から被処理物を隔離する方式としては被
処理物自体にコーティングを施したり、セラミック管で
燃焼炎を包み、セラミック管を通しての輻射、伝導を利
用して被処理物を間接的に加熱する方式がとられており
、例えばＵＳＰ１，８７１．８４８号公報Ｆｉｇ．３に
開示されている。

しかしながら前記ＵＳＰに開示されたような方法では、
高温下で熱的、機械的強度が問題となり、径が大きくて
長いものは製作が困難である。温度的にはせいぜい１０
００℃以下でしか実用にならず、酸化鉄の還元にしか利
用できない。また、長さはせいぜい２〜３ｍまでであっ
て、燃焼炎を完全に包囲することができず、被処理物を
燃焼ガス雰囲気から有効に遮断することは困難である。

従って、クロムのように酸素との親和力が強く、燃焼気
流の影響を受け易い金属を含む鉱石の還元処理には不適
当であった。

〔発明が解決しようとする課題〕

本出願人らは先に処理能力の大きい回転炉において、被
処理物を燃料の燃焼ガスから効果的に遮断できる設（ｉ
ｉＨ４造を提供した（特願昭６２−２１９２３２）。

しかしながら、この設備を使用して完全な間接加熱方式
を採用したのでは加熱効率が悪く、燃料原単位が悪い。

また、反応促進のため温度を上げようとすると隔壁への
原料のダムリングを生じるのでおのずと限度がある。

本発明は、上記外熱式回転炉に替えて、回転炉内壁を通
常のロータリーキルンと同じく簡単な構造で耐久性のあ
るものとなし、更に生産性の向上と熱効率の向上をもた
らす方法を提供することを目的としたものである。

〔課題を解決するための手段〕

上記問題点を解決するため、本発明では、回転炉の中心
線上に棒状の電熱ヒーターを設置し、回転炉の内壁は通
常のロータリーキルンと同じ《簡単な構造で耐久性のあ
るものとなし、電熱ヒーターからの放射及び対流伝熱と
キルン内壁からの伝導伝熱により直接被加熱物を加熱す
ることにより、生産性の向上と熱効率の向上をはかる構
造を採用した。

以下図面にもとづいて本発明を詳細に説明する。

第１図は本発明による電熱式回転炉の一例について回転
軸に直角な断面を示したものである。

第１図において、回転炉ｌ４は円筒状の鉄皮１の内側に
断熱レンガ２を巻いており、その中心部の中心線に沿っ
て丸棒状の電熱ヒーター３を設置している。電熱ヒータ
ー３の両端３ａ，３ｂは保持端子４により保持されてお
り、第１図の例ではこの保持端子４は回転炉とは切り離
された原料フード５及び製品フード６により保持されて
いる。炉長が短かい場合は保持端子４は回転炉体ｌ４に
取付けられ、回転炉体と一体となって回転する構造でも
良い。尚、ヒーター３及び保持端子４の熱による膨張・
収縮を吸収するために、保持端子４の両端にブッシャ−
７を配置して、常に一定の圧力で押えつけている。また
保持端子４への給電は水冷式の供電導体８により行なう
構造となっている。

被処理物は原料ホッパ−９から原料供給装置１０により
定量的に切出され、原料供給シュート１１を通って回転
炉１４内に供給される。

回転炉内に供給された原料は、転勤しながらヒーター３
及びレンガ２の壁面からの伝熱により加熱され、製品排
出孔１２より排出され製品シュー｝１３により集められ
取り出される。この場合、燃焼炎を使用しないので酸化
作用を受けることはない。また、回転炉内にガス導入す
ることにより、任意の雰囲気中で原料を加熱することが
できる。

発生ガスがある場合はガス抜きダクト１７より系外排出
する。回転炉１４は支持リング１５を介してサポートロ
ーラー１６によって支えられ、動力（図示省略）により
駆動され回転する。

棒状ヒーター３及び保持端子４は黒鉛又は炭化硅素等の
ように、曲げ強度が１５０ｋｇ／ｃ一以上と強く、耐熱
度が１６００℃以上と高く、かつ１０−２〜１０−４Ω
一艶の適当な電気比抵抗があり、高温での消耗の少ない
ものが適切である。上記のような発熱体を使用すれば２
０００℃以上の高温が容易に得られる。

保持端子４は電気抵抗の小さい黒鉛を使用するのが好ま
しい。

ヒーター３に黒鉛を使用する場合には、ヒーター３部の
直径を保持端子４より小さくしておけばヒータ一部での
発熱が大となる。保持端子４によるヒーター３の接続・
保持方法はネジ式や、球面接触式等できるだけ接触抵抗
の少ない方式であればよい。

保持端子４や原料供給シュート１１の保持方法は前に述
べた如く、回転炉と切り離されたフードで保持してもよ
いし、又は、第２図に示す如く、回転炉と切り離された
鏡板１Ｂで保持してもよい。

炉内ガスの漏れや外部からのガスの流入を防ぐためのシ
ール１８はバネ板式シールや、摺動式シール機構が適当
である。

〔作　　用〕゛ 以上説明した如く、回転炉の中心部に電熱ヒーターを設
置し、原料の投入口、製品の排出口及び電熱ヒーターの
挿入部等を外気の流入を防ぐ構造とすれば、原料を任意
の雰囲気下で、多量に、効率良く加熱することができる
。電熱ヒーターからの輻射伝熱と回転炉炉壁からの伝導
伝熱を利用して加熱するものである。

〔実　施　例〕

第１図に示す構造の外径２．５（ｍ）の長さ５（ｍ）の
回転炉の内側を、２５ｃＩＩ１厚さのアルミナレンガで
ライニングし、その中心に直径２５Ｇの黒鉛ヒーターを
設置した。この電熱式回転炉に、表１に示す組成の３寵
以下のクロム鉱石及びコークスを、表１に示す配合割合
で混合した原料をＩｔ／ｈで供給しつつ、ヒーターに１
２００ｋＷの電力を供給して、電熱式回転炉を０．２ｒ
ｐｍで回転させながら還元反応をさせたところ、できた
製品の還元率はＦｅＯの還元率は９８．４　（％）、Ｃ
『２０３の還元率は９０．４（％）であった。

表　　　　１ 本発明の加熱炉を使用することにより、３ｓ■以下のク
ロム鉱石とコークスの混合物を、酸化性燃焼ガスの影響
を受けることなく還元反応を行なわせることができ、そ
の還元率を９０％以上にすることが可能であり、酸化性
燃焼ガスと原料が直接接触する方式での還元率３０％程
度と比較して著しく高めることができる。

〔効　　果〕

本発明の装置を使用することにより、原料を任意の雰囲
気下で、多量に、効率良く、高温で加熱することができ
る。

即ち、発熱部が炉内中心部にあるため放熱ロスが少く、
断熱築炉構造か簡単に得られる。また原料処理量に対す
る炉内容積の割合が小さくなるのでコンパクトな装置に
なる。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の一実施態様を説明するための断面図、
第２図は別態様の発熱体支持構造を示す図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）回転炉の中心部に回転軸に沿って棒状の電熱ヒータ
   ーを設置したことを特徴とする電熱式回転炉。 ２）電熱ヒーターが黒鉛発熱体であることを特徴とする
   請求項第１項記載の電熱式回転炉。