JPH0323833B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は燃料の燃焼ガスを利用して間接的に被
処理物を加熱するための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れるの
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
ありこのような場合、熱源を電気に変更したり、
不活性ガスを導入せねばならず、経済的に不利に
なる欠点がある。

たとえば、鉱石を加熱還元する場合、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、
いわゆる還元雰囲気とは反対の酸化性雰囲気とな
つ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イングを施したり、
セラミツク管で燃焼炎を包み、セラミツク管を通
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USP
1871848号公報、Fig.3に開示されている。

〔発明か解決しようとする問題点〕

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1000℃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までであつて、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
つて、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
理には不適当であつた。

本発明は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
設備構造を提供することを目的としたものであ
る。

〔問題を解決するための手段〕

上記の問題点を解決するため、本発明では中心
部に耐熱セラミツクス製多面体から成る炉芯室を
配置し、該炉芯室の外周に複数個の加熱用ガス室
を設備して一体構造となし、全体を回転可能とす
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図は本発明による外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り、第
２図は同じく回転軸に平行な断面を示したもので
ある。

第１図において円筒状の鉄皮１の内側に断熱レ
ンガ２を巻いていくが断熱レンガ２の高さは一様
ではなく変化し、適当な間隔（第１図の例では７
枚毎）をおいて支持レンガ３を配置する。支持レ
ンガ３は隔壁となるセラミツク板４を支えるため
のものである。このように構成することによりセ
ラミツク板４と支持レンガ３とで囲まれた多面体
からなる炉芯室５が構成され、その外周には断熱
レンガ２と支持レンガ３とセラミツク板４とで囲
まれた複数個の加熱用ガス室６が構成される。こ
のように構成することにより鉄皮１が回転する
と、炉芯室５と加熱用ガス室６が一体となつて回
転する。炉芯室５内の被処理物は炉体の回転に伴
つて撹拌されながら、セラミツク板４を通じて輻
射と伝導により燃焼ガスから遮断されたまま加熱
される。

第２図において、燃焼炉２２には複数個のバー
ナー１１が配置された燃焼室１０で燃焼した高温
ガスは対向する回転炉体２０の加熱用ガス室６を
通過しセラミツクス製隔壁４を加熱しながら排ガ
ス孔１４より排ガス室９に集められ、排ガス出口
１３より系外に排出される。

一方、被処理物は原料供給口１５より炉芯室５
に供給され、転動しながら燃焼ガスと遮断された
状態で間接的に加熱され、燃焼炉が２２下部の製
品排出口１６より排出され、製品シユート１７に
より集められて取り出される。

回転炉体２０は支持リング７を介してサポート
ローラー８によつて支えられ、動力（図示省略）
により駆動されて回転する。回転炉体２０には燃
焼炉２２と鏡板２１とが一体構造に接続され、全
体として回転炉体を構成している。尚バーナー１
１には自在ジヨイントを介して燃料及び空気用配
管が接続され、バーナー１１は回転炉体と一体と
なつて回転する。

断熱レンガ２は燃焼熱をなるべく鉄皮外へ放散
しないよう熱伝導率の低いレンガを使用する。実
用的な耐火断熱レンガは熱伝導率λ＝0.10〜
2.0Kcal／ｍ・ｈ・℃（1000℃）好ましくは0.1〜
0.5Kcal／ｍ・ｈ・℃のものが良い。断熱レンガ
２は気孔率60〜70％の多孔質のものでも良く、ま
た２層構造にしても良い。支持レンガ３はセラミ
ツク他面体を支えるためのもので、熱伝導率を多
少犠牲にしても強度の高いものを使用すべきであ
る。シヤモツト系レンガ、アルミナ系レンガ等が
適する。断熱レンガ２はキヤスタブル（不定形）
耐火物施工することも可能である。

次に多面体を構成するセラミツクは1400℃以上
の高温に耐える高度を有し熱伝導率が高く、燃料
の高温燃焼ガスに犯されないものでなければなら
ない。このような条件に適する材料としては、炭
化珪素、窒化アルミニウム、アルミナ等のセラミ
ツクが有る。特にSiC系材料は焼結体として大き
な形状も可能で好適である。

SiC焼結体は熱伝導率が10Kcal／ｍ・ｈ・℃以
上（1000℃）、圧縮強度（曲げ強さ）200Kg／cm²以
上（1300℃）を有しており、高強度高熱伝導性材
料であつて、燃焼気流中でも装入物の荷重を支え
るのに充分な強度を有している。

本発明では、外周に燃料の燃焼室と煙道を兼ね
た加熱用ガス室６を設け中心部に被処理物を加熱
する炉芯室５を設けた。炉芯室を構成するための
隔壁は多面体とし、各面の頂点に支持体を配置し
た。隔壁を板状にすれば構築はきわめて簡単であ
る。施行法の一例を第３図に示す。第１図では板
状のセラミツクで６面体を構成したが、この態様
に限られるものではなく、多面体は８面体でも12
面体でも良く、また、平面でなくても曲面でも良
い。これらの実施態様を第４図〜第７図に示す。
第４図と第５図は箱形ブロツクで加熱用ガス室６
を構成する例、第６図はコの字形ブロツクで第７
図は円筒形ブロツクで加熱用ガス室を構成する例
を示したものである。第７図のように炉芯室は曲
面から構成されていても良い。

〔作用〕

以上説明したごとく、中心部にセラミツク製多
面体からなる炉芯室を設け、その外周にセラミツ
ク製隔壁でへだてられた加熱用ガス室を設けるこ
とにより、安価な燃料の燃焼熱はセラミツク製隔
壁を通して被処理物に伝熱されるので、燃焼気流
の化学的影響を受けることなく加熱のみを行うこ
とができる。

〔効果〕

本発明の装置を使用することにより、安価な燃
料を使用して燃焼用ガス室内に1600〜1800℃の高
温ガスを導入することが可能で、この場合炉芯室
内は1500℃以上となり被処理物の温度は1400℃以
上まで間接的に加熱することができる。

本発明によりクロム鉱石の内装炭ペレツトを還
元処理する場合、酸化性燃焼ガスの影響を受ける
ことなく還元率を95％以上にすることが可能であ
り、直火式加熱の80％程度と比較して著しく高め
ることができる。

本発明は燃焼ガスの化学的影響を受けることな
く、被処理物を加熱処理する場合に利用可能であ
り、多量処理する場合特に有効である。「たとえ
ば、石炭のコークス化、アルミナ、炭化珪素、酸
化ジルコニウム等の高温焼成、高温乾式メツキ処
理等に利用できる。」

【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図は回転軸に平行な断面図である。
第３図は本発明の一例における築炉方法を説明す
る図である。第４図〜第７図は本発明の他の実施
態様を説明するための断面図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 中心部に耐熱セラミツクス製多面体から成る
   炉芯室を設置し、該炉芯室の外周に複数個の加熱
   用ガス室を設置して一体構造となし、全体を回転
   可能としたことを特徴とする外熱式回転炉。