JPH04110395U - 噴流層造粒炉 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 セメント原料粉体等の粉体を造粒する、スケ
ールアップの容易な噴流層造粒炉を提供する。 【構成】 熱ガスを噴出する鉛直方向のスロートの少な
くとも一部の横断面全体を、熱ガスを均一に噴出するよ
うな多孔にしたことを特徴としている。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、セメント原料粉体等の粉体を造粒する、スケールアップの容易な噴 流層造粒炉に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

先行技術に開示されている流動層セメント焼成装置は、一般に、セメント原料 粉体を造粒する噴流層造粒炉と、造粒物を焼成する流動層焼成炉とを備えている 。 従来、セメント原料粉体を造粒してセメントクリンカ（造粒物）を製造する噴 流層造粒炉は、図８に示すように、円筒状のスロート１と、このスロート１に連 通した逆円錐状のコーン部２と、このコーン部２に連通した円筒状の直胴部３と から構成されている。 そして、投入シュート４から投入されたセメント原料粉体Ｐ１は、スロート１ からの熱ガスによりコーン空間６で浮遊した状態で滞留し、バーナ７の燃焼熱に より溶融して造粒され、排出シュート５から造粒物Ｐ２が排出されるようになっ ている（例えば、実開昭６３−４０７９２号公報、特開昭６３−６０１３８号公 報、特開昭６３−１４０２８５号公報参照）。なお、８は噴流層、９は局部高温 域（ホットスポット）、Ｃ１はサイクロンである。

【０００３】 一方、実開昭５９−１２８０９６号公報には、スロートの見掛け上の断面積を 大きくするために、スロートと同心状に適数個の減断面材を設けた噴流層型流動 焼成炉が記載されている。 また、前記の実開昭６３−４０７９２号公報には、噴流層造粒炉をスケールア ップするために、経済的に造粒できる大きさの噴流層を、単一の円筒部内に複数 個設けた噴流層炉が記載されている。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】 図８に示す従来の噴流層造粒炉では、スロートが単孔であるので、スロート内 速度が遅くなれば、噴流層が形成されず原料粉体及び造粒物がスロートより直落 する。一方、直落しないようにスロート速度を上げれば、噴流層造粒炉からの飛 出し量が多くなり、造粒炉とサイクロンＣ１との間を循環する。そして、循環量 が多量になれば、燃料使用量が増加し、かつ、循環量が変動（飛出し量の変動） により、システム全体が安定しない。 また、単孔型スロートの噴流層造粒炉を大型化すれば、噴流層を形成するに必 要なスロート速度を、ますます速くする必要があり、それを防ぐために造粒炉の 炉高を高くしなければならず、きわめて非経済的である。

【０００５】 また、実開昭５９−１２８０９６号公報記載の流動焼成炉では、減断面材部分 のスロート横断面において噴流用高速気体通気部がリング状になっているので、 気体はリング状に噴出され、流量分布が不均一となる。このため、炉全体として の挙動は流動層となり造粒作用が損なわれる。 さらに、実開昭６３−４０７９２号公報記載の噴流層炉では、原料の供給部、 造粒物の排出部、冷却ボックス等がきわめて複雑な構造となる。また、噴流層を スケールアップすると、直落防止のためスロート流速を上げる必要があるか、ま たはスロート流速が同じであっても、飛出し量を抑えるためにフリーボードを高 くする必要があるので、安全な運転を行なうために、炉高がきわめて大となる。 本考案は、上記の諸点に鑑みなされたもので、噴流層造粒炉のスロート形状を 、単孔から多孔にすることにより、炉の運転を安定させ、かつ、炉高をそれ程高 くしなくても炉を大型化することができる噴流層造粒炉を提供することを目的と するものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

上記の目的を達成するために、本考案の噴流層造粒炉は、図１〜図７を参照し て説明すれば、鉛直方向の直胴部１０と、この直胴部の下部に連設された少なく とも１個のコーン部１２と、該コーン部の下端に連結された鉛直方向のスロート １４とを備え、スロートから噴出する熱ガスにより、コーン部内の粉粒体を噴流 状態にするようにした噴流層造粒炉において、スロート１４の少なくとも一部の 横断面全体を、熱ガスを均一に噴出するような多孔にしたことを特徴としている 。 セメントクリンカ（造粒物）は、通常、２〜３mmの径を有しており、時として 、２０〜５０mm前後の径の塊状物が生じるので、この塊状物を落下させて取り除 いてやるため、孔の径を７０〜１５０mmとするのが望ましい。

【０００７】

【作用】

スロート１４に供給された熱ガスは、スロートの多孔形状部で速度が速められ る。このため、供給される熱ガスの速度が比較的遅くても、直落を避けることが できる。 スロート１４から熱ガスが均一に噴出され、噴流層内では熱ガスは全体として 均一に分散される。そして、噴流層内における熱ガスの速度は、スロート１４の 下部に供給される前の熱ガスの速度とほぼ等しくなる。 このようにして、原料粉体の熱間自己造粒に必要な噴流層の挙動を損なわずに 、スロート直上に局部高温域（ホットスポット）が形成され、ここで、原料粉体 は造粒される。

【０００８】

【実施例】

以下、図面を参照して本考案の好適な実施例を詳細に説明する。ただしこの実 施例に記載されている構成部分の数、形状、その相対配置などは、とくに特定的 な記載がない限りは、本考案の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではなく 、単なる説明例にすぎない。

【０００９】 実施例１ 図１及び図２において、１０は鉛直方向の円筒状の直胴部で、この直胴部１０ の下部に逆円錐状のコーン部１２が連設され、このコーン部１２の下端に鉛直方 向の円筒状のスロート１４が連結されている。噴流層１６内下部で、スロート１ ４の上端に複数本のバーナ１８が設けられ、スロートから噴出する熱ガスにより 、コーン部１２内の粉粒体を噴流状態にし、噴流層１６内に局部高温域（ホット スポット）２０が形成される。 上記のように構成された噴流層造粒炉において、スロート１４の横断面を、熱 ガスを均一に噴出するような多孔形状にする。２２は多孔形スロート、２４は細 孔、２６は投入シュート、２８は排出シュート、３０はフリーボードである。 多孔形スロート２２の細孔２４の配列状態は、一例として示したもので、放射 状、格子状、千鳥状等、熱ガスを均一に噴出できるように配列できるものであれ ばよい。

【００１０】 実施例２ 本実施例は図３及び図４に示すように、スロート１４内に水平方向の多孔板３ ２をはめ込んだものである。３４は細孔である。 この多孔板３２は、スロート１４とコーン部１２との連絡部付近に設けてもよ く、またはスロート１４の中間部に設けてもよい。他の構成、作用は実施例１の 場合と同様である。 図８に示す炉と、図３及び図４に示す炉とを用いて以下のようなコールドテス トを実施した結果、単孔形のスロートと、多孔形のスロートとでは、多孔形のス ロートの方が飛出し量が半分以下となった。 すなわち、図８に示す噴流層造粒炉の直胴部３の内径を１３００mm、スロート １の内径を２６０mmとし、下記の条件Ｅに示すように、このスロートに６０m/s の空気を供給するとともに、投入シュート４からセメント原料粉体１０００kg/h を投入した。 一方、図３に示す噴流層造粒炉の直胴部１０の内径を１３００mm、スロート１ ４の内径を３７０mmとし、このスロート１４に下記の条件Ａ〜Ｄに示すように、 細孔径及び孔数の異なる多孔板を順次はめ込み、スロート１４の該多孔板の下側 の流速が３０m/sとなるように空気を供給するとともに、投入シュート２６にセ メント原料粉体１０００kg/hを投入した。 条件Ａ：細孔径６０mm、１６個、細孔内流速７０m/s 条件Ｂ：細孔径９０mm、７個、細孔内流速７１m/s 条件Ｃ：細孔径１００mm、６個、細孔内流速６７m/s 条件Ｄ：細孔径１４０mm、３個、細孔内流速６９m/s 条件Ｅ：スロート内径２６０mm、１個、スロート内流速６０m/s（単孔スロート) これらの結果を図示すると、図９に示すような結果が得られた。図９から、本 考案の噴流層造粒炉では、飛出し量が少ないことがわかる。

【００１１】 実施例３ 図５〜図７は本実施例の噴流層造粒炉を示している。本実施例における噴流層 造粒炉は、下から順に、複数のパイプ状のスロート１４、複数のコーン部１２、 １個の円筒状の直胴部１０を備えている。３６は金属製の冷却ボックスで、スロ ート１４の外周に冷媒である冷却水３８を導いてスロート１４を冷却するための ものである。 冷却ボックス３６は、平面が円形状の上板４０及び下板４２を備え、その周縁 部が円筒状の外壁４４により固定されている。上板４０及び下板４２には、上下 一組の挿通孔４６が複数形成されており、これらの挿通孔４６に上記スロート１ ４が個別に挿通され、溶接により固定されている。各スロート１４は、その下端 部が熱ガス通路４８に連通し、かつ、上端部が後述するコーン空間５０に連通し ている。 冷却ボックス３６内には、図６のように、相互に平行に延びた２枚の整流板５ ２が設けられている。この整流板５２は、給水部５４と排水部５６との間の冷却 水３８の流れを矢印Ａで示す方向に規制して、上記各スロート１４の外周を均等 に冷却する役割を果たす。なお、図５の冷却ボックス３６内における熱ガス通路 ４８側の外表面は、セラミック製のライナ５８で覆われ、これにより、熱ガス中 のダストによる冷却ボックス３６の下板４２の摩耗が防止されている。

【００１２】 コーン部１２は、上記スロート１４に載置された断熱層６０と、上方へ向かっ て広がる複数のコーン空間５０とを有する。断熱層６０は、円形の水平断面を有 しており、例えば、アルミナを主成分としたキャスタブル耐火物からなる。また 、コーン空間５０は、断熱層６０における上記各スロート１４に対向した位置に 設けられており、その小径部６２は各スロート１４を介して熱ガス通路４８に連 通し、大径部６４は直胴部１０内に連通している。なお、６６は上記各コーン空 間５０ごとに設けられた燃焼用のバーナで、図６のように、噴流層炉を外囲した 燃料供給管６８に、外壁４４を貫通して接続されている。 図５の直胴部１０の側壁には、上記各コーン空間５０内にセメント原料粉体Ｐ １を投入するための複数の投入シュート７０、及び造粒物（セメントクリンカ） Ｐ２を排出するための１または複数の排出シュート７２が設けられている。上記 投入シュート７０は、例えば、図７のように、断熱層６０の上面部７４の上方に おけるコーン空間５０相互間に配置されており、セメント原料粉体Ｐ１が、上面 部７４上を分散しながら流れて各コーン空間５０（中央のコーン空間も含む）に 均等に配分されるようになっている。

【００１３】 上記構成において、コーン部１２を複数のコーン空間５０を有するマルチ噴流 層構造とし、コーン空間５０ごとに各スロート１４を介して熱ガスを下方から送 り込むようにしたので、各コーン空間５０に分散して投入されたセメント原料粉 体Ｐ１にそれぞれ大きな噴流が与えられる。このとき、セメント原料粉体Ｐ１は 、各コーン空間５０において、浮遊状態で滞留しながらバーナ６６の燃焼熱で一 部溶融され、造粒される。そして、コーン部１２の上方に吹き上げられて排出シ ュート７２から排出された造粒物Ｐ２は、焼成及び冷却工程を経て製品（セメン トクリンカ）として外部に取り出される。ここで、コーン空間５０は複数設けら れているので、セメント原料粉体Ｐ１の単位時間当りの造粒量が増大する。した がって、造粒速度が高められ、生産性の向上を図ることができる。７６は噴流層 である。 上記のように構成された噴流層造粒炉において、各スロート１４の少なくとも 一部の横断面全体を、熱ガスを均一に噴出するような多孔にする。７８は多孔形 スロート、８０は細孔である。他の構成、作用は実施例１、２の場合と同様であ る。 本実施例では、実施例１、２における効果に加えて、コーン部の直道下をマル チ噴流層構造としたので、粉粒体の熱処理速度を高めることができ、生産性の向 上を図ることができるという利点がある。

【００１４】

【考案の効果】

本考案は上記のように構成されているので、つぎのような効果を奏する。 （１） スロートを多孔としているので、スロート入口の見掛け上の熱ガス流速 を下げても、細孔から噴出される熱ガス流速を、粉粒体が直落しない範囲とする ことができる。 （２） 噴流層造粒炉を大型化する際に、スロートの孔数を増すことにより、炉 高をそれ程高くすることなく、粉粒体の飛出し量を規制することができ、全体と して噴流速度が低くても粉粒体の直落しない安定した噴流層を形成することがで きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の噴流層造粒炉の一実施例を示す縦断面
説明図である。

【図２】図１におけるII‐II線断面図である。

【図３】本考案の噴流層造粒炉の他の実施例を示す縦断
面説明図である。

【図４】図３におけるIV‐IV線断面図である。

【図５】本考案の噴流層造粒炉のさらに他の実施例を示
す縦断面説明図である。

【図６】図５に示す炉の平面説明図である。

【図７】図５に示す炉におけるコーン空間と投入シュー
トとの位置関係を示す斜視図である。

【図８】従来の噴流層造粒炉を示す縦断面説明図であ
る。

【図９】従来の噴流層造粒炉と本考案の噴流層造粒炉と
を用いてコールドテストを行なった結果を示すグラフで
ある。

【符号の説明】

１０ 直胴部 １２ コーン部 １４ スロート １６ 噴流層 １８ バーナ ２０ 局部高温域（ホットスポット） ２２ 多孔形スロート ２４ 細孔 ３２ 多孔板 ３４ 細孔 ６６ バーナ ７６ 噴流層 ７８ 多孔形スロート ８０ 細孔

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 村尾 三樹雄 兵庫県神戸市中央区東川崎町３丁目１番１ 号 川崎重工業株式会社神戸工場内 (72)考案者 金森 省三 兵庫県神戸市中央区東川崎町３丁目１番１ 号 川崎重工業株式会社神戸工場内 (72)考案者 関和 富一 東京都千代田区神田美土代町１番地 住友 セメント株式会社内 (72)考案者 向井 克治 東京都千代田区神田美土代町１番地 住友 セメント株式会社内

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 鉛直方向の直胴部（１０）と、この直胴
   部の下部に連設された少なくとも１個のコーン部（１
   ２）と、該コーン部の下端に連結された鉛直方向のスロ
   ート（１４）とを備え、スロートから噴出する熱ガスに
   より、コーン部内の粉粒体を噴流状態にするようにした
   噴流層造粒炉において、スロート（１４）の少なくとも
   一部の横断面全体を、熱ガスを均一に噴出するような多
   孔にしたことを特徴とする噴流層造粒炉。