JPH0328386B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、白セメントクリンカを製造する場
合、その製造方法として、また製造装置として利
用されるものである。

従来の技術 白セメントクリンカの製造においては、製品の
強度と並んで高白度が要求される。そして、その
白色度を向上させるためには、出来る限り鉄やマ
ンガン等の少ない原料を使用するのは勿論である
が、製造工程においては、クリンカを還元雰囲気
で焼成するか、または酸化雰囲気で焼成したクリ
ンカに重油等の燃料を噴霧するなどして還元処理
を施したのち、急冷する必要があり、とくに、
700℃以下までの急冷操作は空気中の酸素による
再酸化を防止するため、空気を遮断した状態で行
なわなければならないことが知られている。

従来は、白セメントクリンカの焼成にはロータ
リキルンが使用され、ロータリキルンから排出さ
れるクリンカを、空気を遮断した状態で冷却する
ために、水没させて急冷していたが、ロータリキ
ルンで焼成されたクリンカは粒度分布が広いた
め、均一な冷却を行なうことができなかつた。す
なわち、粗粒のクリンカが700℃以下の温度にな
るまで冷却しようとして水没時間を長くすると、
必要以上に水量を必要とし、その場合、細粒のク
リンカは過冷却となり、全体としてのクリンカ温
度が低くなり過ぎて、クリンカの顕熱を燃焼用空
気の予熱に利用することができなかつた。また水
中から取出した後も付着水が残留してセメント強
度が低下することがあつた。さらに、高温クリン
カとの熱交換により大量の大蒸気が発生し、その
水蒸気がロータリキルン内に入り込むため、キル
ンの熱消費が増大するという問題があつた。逆
に、水量を少なくした場合は、細粒クリンカは適
度に冷却されても、粗粒クリンカが冷却不足とな
り、空気に触れると再酸化して知色度が低下す
る。これらの問題点を解決するためには、粒径の
揃つたクリンカを焼成することが必要で、ロータ
リキルンによる焼成では、それが不可能である。

先行技術である特開詔58−26057号公報の記載
によれば、キルン排出端からキルン半径にほぼ相
当する距離に設けたリング状の排出ギヤツプから
細粒クリンカを排出して、水槽内に傾斜して設け
られたコンベヤの上部に落し、キルン排出側から
排出される粗粒クリンカを分級格子で分級し、粒
径の大きいクリンカほどコンベヤの下部に落下さ
せている。すなわち、細粒クリンカの水没時間を
短かくし、粗粒になるほど水没時間を長くするよ
うにし、均一冷却を図つている。しかし、排出ギ
ヤツプと分級格子による分級は完全とはいえず、
まだ多くの改善の余地が残されている。また先行
技術である特開昭55−60048号公報および特開昭
54−161632号公報の記載によれば、焼成をロータ
リキルンで行なうようになつているが、ロータリ
キルンで焼成される白セメントクリンカは、粒度
が微分〜30mm程度と広く、そのため、還元および
冷却が不均一となり、とくに、粗粒に対しての急
冷を行なうことができないので、製品の強度およ
び白色度に劣るものとなつてしまう。

発明が解決しようとする問題点 本発明は、上述の従来技術では、焼成されたク
リンカの粒度分布が広いため、均一な冷却を行な
うことができないという問題点を解決しようとす
るものであり、かつ、キルンの熱消費が増大した
り、あるいは白色度が低下するという問題点も解
決しようとするものである。すなわち、本発明
は、粒度分布の狭い比較的細粒のクリンカを焼成
すことができて、従来技術の上述の問題点を一挙
に解決できる白セメントクリンカの製造方法とそ
の装置を提供することを目的とするものである。

問題点を解決するための手段 本発明では、白セメントクリンカの焼成をロー
タリキルンによらないで、かつ、クリンカの冷却
を水没式によらないで、焼成は流動層または噴流
層型の流動焼成炉で行ない、しかも、焼成された
クリンカを還元性ガスで還元させたのち、600〜
700℃までの冷却を散水によつて行ない、さらに
空気によつて再度冷却するようにした。

すなわち、本発明のうち、方法の発明の構成
は、流動焼成炉に白セメント原料粉末を供給して
細粒クリンカを焼成し、このクリンカを燃料の部
分燃焼によつて発生する還元性ガスの導入経路で
ある還元室内の内筒内および該流動焼成炉の底部
と前記還元室の頂部を接続している噴流導入管内
の前記還元性ガスの流速をそれぞれ調整すること
により粉末を除去した粒度分布の狭い小粒径以下
のクリンカに分級するとともに、この小粒径以下
のクリンカを、前記還元性ガスにより還元したの
ち、一次冷却室に導いて散水することにより大気
から遮断した状態で600〜700℃に冷却し、この冷
却されたクリンカを、さらに二次冷却室に導いて
空気より冷却することを特徴としている。また装
置の発明の構成は、白セメント原料粉末を細粒ク
リンカに焼成する流動焼成炉と、この流動焼成炉
の下位に設けられて燃料の部分燃焼によつて発生
する還元性ガスにより前記流動焼成炉からのクリ
ンカから粉末を除去するとともにその粉末が除去
された小粒径以下のクリンカを還元する還元室
と、この還元室の頂部と前記流動焼成炉の底部を
接続して該還元室から導入される前記還元性ガス
のガス流速を調整することにより前記流動焼成炉
からのクリンカから粉末を除去して小粒径以下の
クリンカに分級する噴流導入管と、前記還元室に
接続されて該還元室からの還元されたクリンカを
導入して散水により冷却する一次冷却室と、この
一次冷却室に定量供給装置を介して接続されて該
一次冷却室からの冷却されたクリンカを導入して
空気により再度冷却する二次冷却室とを備えてい
ることを特徴としている。

作 用 流動焼成炉に供給された白セメント原料粉末
は、流動層を形成しながらクリンカに焼成され、
つづいて、そのクリンカは噴流導入管内を降下し
て下部に設けられた還元室内に落下し、ここで還
元され、つぎに還元されたクリンカは一次冷却室
で散水によつて大気から遮断された状態になつて
600〜700℃まで急冷され、この冷却されたクリン
カは二次冷却室で空気により100〜150℃に冷却さ
れる。

実施例 図は本発明の方法を実施する装置の一例を示し
たもので、図において、１は白セメント原料粉末
からクリンカを焼成する流動焼成炉、２は該焼成
炉１で焼成されたクリンカを還元処理する還元
室、３は該還元室２で生成した還元性ガスを噴流
として前記焼成炉１に導入するために該還元室２
の頂部と前記焼成炉１の底部を接続した噴流導入
管、４は該還元室２で還元された高温のクリンカ
を散水により冷却する一次冷却室、５は該還元室
２の底部と前記一次冷却室４を接続したシユー
ト、６は該一次冷却室４で冷却されたクリンカを
空気で再度冷却する二次冷却室、７は前記両冷却
室４と６の間に設けられたロータリフイーダなど
の定量供給装置である。そして、８は原料供給
管、９は焼成炉バーナ、１０は上端が図示されて
いない仮焼炉に接続されている燃焼ガス排出管、
１１は還元室バーナ、１２は該還元室２に部分燃
焼用の空気を送給するフアン、１３と１４は散水
ノズルなどからなる一次冷却用の散水装置、１５
は散水により発生する水蒸気を系外に排出する蒸
気排出管、１６は該二次冷却室６に冷却空気を送
給するフアンである。また１７と１８は二次冷却
室排気管で、ともに下端が二次冷却室６に接続さ
れ、一方の二次冷却室排気管１７の上端が流動焼
成炉１に接続され、他方の二次冷却室排気管１８
の上端が図示されていない仮焼成炉に接続されて
いる。１９と２０は風量調整用のダンパである。

図示のように構成された白セメントクリンカの
製造装置においては、図示されていない仮焼炉で
仮焼された白セメント原料粉末は、原料供給管８
から流動焼成炉１のフリーボード２１に投入され
る。通常、原料粉末中にはクリンカ生成の核とな
る種クリンカが適量混入されている。投入された
原料粉末はフリーボード２１内を降下して濃厚層
２２内に達するが、濃厚層２２内のガス流速は原
料粉末の流動化開始速度より高くなつており、原
料粉末は流動化状態となつて濃厚層２２内に滞留
し、濃密な流動層を形成する。この流動層は中心
部のガス流速が周縁部のガス流速より速いため、
噴流形の流動層となり、原料粉末は中心部のガス
流によつて噴き上げられ、周縁部を降下して循環
する。

一方、種クリンカは原料粉末より粒径が大きい
ため、原料粉末と接触しながら濃厚層２２内を通
過し、希薄層２３に達する。

希薄層２３も濃厚層２２と同様に噴流形の流動
層を形成しているが、ガス流速が濃厚層２２より
大きいので、種クリンカは中心部のガス流により
噴き上げられて濃厚層２２内に達し、原料粉末と
接触しながら再び希薄層２３内に戻る作用を繰返
えす。また濃厚層２２と希薄層２３内の温度は、
二次冷却室排気管１７から導入される空気で焼成
炉バーナ９から噴射される燃料が燃焼することに
より約1400℃の一定温度に保持されているため、
希薄層２３と濃厚層２２の間を往復している間
に、種クリンカを核として原料粉末がクリンカ化
し、次第に成長して、たとえば粒径３〜５mmにな
つたクリンカは、還元室２から噴流導入管３を通
して導入される還元性ガスの流速よりも、終末速
度が大となり、噴流導入管３内を落下する。なお
還元性ガスの量を調整することにより、所望の粒
径のクリンカが得られる。

噴流導入管３内を落下したクリンカは還元性ガ
スによる還元を受けながら還元室２内に入る。還
元室２は上部が円筒形、下部が逆円錐形で、上部
には噴流導入管３より大きい径の内筒２４が設け
られている。また上部には還元室バーナ１１が設
けられ、該バーナ１１から噴射された燃料の完全
燃焼に必要な空気量より少ない量の空気がフアン
１２から供給されることにより燃料が部分燃焼し
て還元性ガスが生成され、内筒２４から噴流導入
管３を通つて流動焼成炉１に入り、還元室２内の
クリンカ層のレベルはシユート５から一次冷却室
４へのクリンカ切出し量を調整することにより、
内筒２４の上端と下端の間になるように保たれ、
内筒２４内のガス流速は目標粒径のクリンカの流
動化開始速度になるように選ばれる。その結果、
内筒２４内でクリンカは還元性ガスによつて流動
化され、還元される。また目標粒径より小さいク
リンカやクリンカに付着した原料粉末はクリンカ
どうしの激しい衝突により、ふるい落されて、上
方に噴き上げられ、還元性ガスに同伴して流動焼
成炉１に戻される。したがつて、流動焼成炉１の
下部と還元室２で還元性ガスにより分級される結
果、粉末を除去した粒度分布の極めて狭い小粒径
以下のクリンカが得られるとともに、流動状態で
還元性ガスと接触することにより、均一な還元が
行なわれる。なおこの実施例では還元室２で還元
性ガスを発生させているが、別に還元性ガスを発
生させるための炉を設け、そこで発生したガスを
還元室２に導入するようにしてもよい。

還元室２で還元されたクリンカはシユート５内
に充てんされた状態で徐々に下降し、散水装置１
３から噴出する冷却水の圧力により切出されて一
次冷却室４に入るが、その間に散水装置１４から
の散水によつても冷却される。なおクリンカの切
出しについては、このほか、回転式あるいは往復
動式などの機械的手段によつてもよい。

この一次冷却室４でも、クリンカの粒度分布が
極めて狭く、比較的細粒のため、均一に冷却する
ことができる。散水された水は瞬時に蒸発して高
温の過熱水蒸気となり、一次冷却室４内に充満す
るため、クリンカが大気から遮断された状態にな
り、したがつて、空気に接触してクリンカが酸化
されることがない。また一次冷却室４内は高圧と
なるため、蒸気排出管１５により蒸気を系外に排
出する。なお還元室２で発生した還元性ガスがシ
ユート５内を下降して一次冷却室４内に入るのを
防止するため、一次冷却室４内の圧力を還元室２
内の圧力とバランスさせるように水蒸気の排出量
を制御するのがよい。

一次冷却室４では散水により、高温のクリンカ
が600〜700℃まで急冷される。このようにして冷
却されたクリンカは定量供給装置７により排出さ
れ、二次冷却室６内に入る。そして、二次冷却室
６でクリンカはフアン１６から送給される空気に
より100〜150℃に冷却され、クリンカ排出口２５
から排出される。このように、二次冷却室６に入
るクリンカは温度が600〜700℃に低下しているた
め、空気で冷却しても酸化されることはない。ク
リンカと熱交換により加熱された二次冷却室６内
の空気は前記排気管１７によつて流動焼成炉１に
送られ、該焼成炉１の燃焼用空気として用いられ
る。また前記排出管１８から排出される空気は図
示されていない仮焼炉に送られ、該仮焼炉の燃焼
用空気として利用される。

発明の効果 本発明の白セメントクリンカの製造方法は、ク
リンカの焼成をロータリキルンによらないで、流
動焼成炉で行なうから、粒径の揃つた白セメント
クリンカを得ることができ、すなわち、粉末を除
去した粒度分布の極めて狭い小粒径以下のクリン
カを得ることができ、かつ、このクリンカを還元
性ガスで還元させ、こののちのクリンカの冷却を
水没式によらないで、散水による一次冷却と空気
による二次冷却とによるので、まず、一次冷却は
一次冷却室で散水により600〜700℃まで冷却する
から、一次冷却室では瞬時に水蒸気が充満し、し
たがつて、クリンカは大気から遮断された状態で
急冷されることになり、酸化のおそれがなく、各
粒子とも均一に冷却され、白色度の向上を図るこ
とができるとともに、使用水量も比較的少なくて
すみ、また二次冷却は600〜700℃まで冷却された
のちのクリンカを二次冷却室で空気により冷却す
るから、クリンカが高温でないため、二次冷却室
でのクリンカの酸化がなく、クリンカと熱交換し
て昇温した空気を燃焼空気として使用することが
できるので、クリンカの顕熱の有効利用を図るこ
とができる。

また発明の白セメントクリンカの製造装置は、
白セメント原料粉末をクリンカに焼成する流動焼
成炉と、燃料の部分燃焼によつて発生する還元性
ガスにより高温のクリンカを還元する還元室と、
還元されたクリンカを散水により600〜700℃まで
冷却する一次冷却室と、この冷却されたクリンカ
を空気により再度冷却する二次冷却室とを備えて
いるから、前記本発明の方法を確実に実施するこ
とができ、かつ、前記還元室が流動焼成炉の下位
に位置してその間を噴流導入管で接続しているの
で、前記還元室内の還元性ガスが噴流導入管内を
上昇して流動焼成炉の底部から炉内に噴き上げら
れ、したがつて、還元性ガスは、クリンカの分級
用ガスとして働くほか、流動焼成炉の燃料として
も有効に利用される。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の方法を実施する装置の一例を示し
た説明図である。 １……流動焼成炉、２……還元室、３……噴流
導入管、４……一次冷却室、６……二次冷却室、
７……定量供給装置、８……原料供給装置、１
３，１４……散水装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 流動焼成炉に白セメント原料粉末を供給して
   細粒クリンカを焼成し、このクリンカを燃料の部
   分燃焼によつて発生する還元性ガスの導入経路で
   ある還元室内の内筒内および該流動焼成炉の底部
   と前記還元室の頂部を接続している噴流導入管内
   の前記還元性ガスの流速をそれぞれ調整すること
   により粉末を除去した粒度分布の狭い小粒径以下
   のクリンカに分級するとともに、この小粒径以下
   のクリンカを、前記還元性ガスにより還元したの
   ち、一次冷却室に導いて散水することにより大気
   から遮断した状態で600〜700℃に冷却し、この冷
   却されたクリンカを、さらに二次冷却室に導いて
   空気により冷却することを特徴とする、白セメン
   トクリンカの製造方法。 ２ 白セメント原料粉末を、細粒クリンカに焼成
   する流動焼成炉と、この流動焼成炉の下位に設け
   られて燃料の部分燃焼によつて発生する還元性ガ
   スにより前記流動焼成炉からのクリンカから粉末
   を除去するとともにその粉末が除去された小粒径
   以下のクリンカを還元する還元室と、この還元室
   の頂部と前記流動焼成炉の底部を接続して、該還
   元室から導入される前記還元性ガスのガス流速を
   調整することにより前記流動焼成炉からのクリン
   カから粉末を除去して小粒径以下のクリンカに分
   級する噴流導入管と、前記還元室に接続されて該
   還元室からの還元されたクリンカを導入して散水
   により冷却する一次冷却室と、この一次冷却室に
   定量供給装置を介して接続されて該一次冷却室か
   らの冷却されたクリンカを導入して空気により再
   度冷却する二次冷却室とを備えていることを特徴
   とする、白セメントクリンカの製造装置。