JPS6036551B2

JPS6036551B2 - セメント原料等粉末原料の仮焼炉

Info

Publication number: JPS6036551B2
Application number: JP55124077A
Authority: JP
Inventors: 悟縄田; 国男武谷; 恒武市
Original assignee: Ube Industries Ltd
Current assignee: Ube Corp
Priority date: 1980-09-09
Filing date: 1980-09-09
Publication date: 1985-08-21
Also published as: JPS5750539A

Description

【発明の詳細な説明】この発明はセメント原料等粉体原料の仮暁炉に関するも
のである。

一般に、セメント原料粉末等の焼成において、サイクロ
ン型熱交換器または温室型熱交換器を適数段配設して原
料粉末を最上段より順次最下段に向って導くと同時に、
サイクロン等の焼成炉からの熱ガスを最下段より日頃次
最上段に向って導くことにより、その間に原料粉末を加
熱熱交換して焼成炉へ供給するようにした浮遊式子熱装
置（サスペンションプレヒータ）は従来より多く使用さ
れている。

しかしながら、このような従来の装置においては下記に
述べるような欠点を有していた。

すなわち、このロータリキルンとサスペンションプレヒ
ータの組合せを考えてみた場合、熱量はすべてロータリ
キルンで与えられるので、それがサスペンションプレヒ
ータへ移行するまでにかなりの損失がある。

また、大量の熱を吸収する仮焼反応はロータリキルンの
ようなあまり熱効率のよくない熱交換器に投入される以
前に浮遊状態において終了せておくのが理想的である。
この移行部分における機械構造的な問題あるいは取り扱
われる原料の特性（例えば粘着性）のため、ガス温度を
ある程度以下に抑えなければならない等の理由により未
だ十分なものであるとは言えない。これを完全なものに
近づけるためには、結局多くの熱量を消費するこのよう
な反応のための熱源をそれが必要とされる部分で与えて
やればよい。例えばサスペンションプレヒータを構成す
るサイクロン間に、バーナを取り付け、ここで燃料を供
給し、燃焼熱を補給するという、いわゆる仮焼炉を設け
ることが考えられた。しかし、これとても仮懐炉の中の
激しい浮遊混合乱流層中で、原料粉末が数秒間という比
較的短時間の間に火焔から、その燃焼熱を吸収して全粒
子１００％に近い脱炭酸を瞬時に完了してしまうことは
期待できず、仮擬率は約８５％程度にとどまることにな
る。したがって、十分な仮暁反応を起させるためには必
要以上の燃料を供給することにすれば、そのためサイク
ロンから排出され誘引通風機である排風機に導入される
熱ガスはかなり高温となり、また、熱量負荷の増大によ
り、仮擬炉内筒およびサイクロン内筒ならびに各ダクト
内の耐火物損傷の危険が増すばかりでなく、各ガスの径
路において原料の溶着固化などのコーチングトラブルを
発生する。

こうして機械的、熱的トラブルに加えて熱量原単位をも
増大させ、装置の安定連続運転を阻害することになる。
ここで、コーチングトラブルとは、セメント原料が必要
以上に高温に熱せられ、１５００〜１６０ぴ０の融点に
達した場合に、ガスの通路をガスとともに運ばれるセメ
ント原料が、溶けて、ガスの通路の内壁面にはつてある
耐火レンガの表面にくっつくことである。

コーチングトラブルが発生すれば、ガスの通路が狭くな
ったり、場合によっては、閉塞したりする。そして、ガ
スとセメント原料の円滑な移動が行われなくなり、装置
全体が充分に作動しなくなる。本発明においては、上述
の弊害を避けるため燃料の消費を多くしてガス温度を高
めることはしないで、仮競炉の熱伝達効率を向上させる
ことにより、誘引通風機である排風機より排出されるガ
スの温度を低めて排ガス顕熱損失を抑え、結果的に仮焼
炉の燃料消費を低減し熱量原単位を下げるとともに、耐
火物損傷やコーチングトラブルを減少するなど装置の安
定連続運転を得ることを企図するものである。

本発明においては、上記の目的を達成するために、仮焼
炉を横暦円筒型となし、一端の中央より藤線方向に向け
て、バーナより液体または固体粉末の燃料を燃焼し、火
焔をほぼ仮焼炉の全長に近し・ロングフレームに形成さ
せサイクロンで緋熱ガスと分離させて原料供給管よりロ
ータリキルン排ガス供聯合管内へ運ばれてくる原料を、
予め、ロータリキルン排ガス中に浮遊混合させて、仮競
炉内に、バーナ端近傍の円筒側壁より接線方向に導入し
、仮焼炉の内部を旋回させながら、仮晩炉の他端に向わ
せる途中、仮暁炉の複数の適当な個所より、同じ旋回方
向に気流の旋回力を助長するよに、燃焼用２次空気とし
て、ロー夕リキルンの焼成した原料の排出側に設けたク
リンカクーラでセメント原料を冷却するときに昇温され
て排出された空気であるクーラ柚気等の高温空気を導き
、仮暁炉内での未燃燃、料を完全燃焼しながら、バーナ
側と反対の池端から接線方向に円筒側壁より排出しうる
ようにした。

そのために、本発明においては、横暦円筒型の仮焼炉の
一端中央部に、仮暁炉の軸線方向に向けて配したバーナ
を設け、ロータリキルンの排ガス排出部から導いて設け
、かつ、途中に原料供孫合管を接続したロータリキルン
排ガス供給管の端部を、仮暁炉の円筒側壁の端付近に接
線状に接続して設け、ロータリキルンの焼成した原料の
排出側に設けたセメントクーラから導いて設けた燃焼用
空気導入管の端部を、仮暁炉の中間の円筒側壁の複数個
所に接続して設け、仮競炉のバーナ取付側とは反対の池
端部円筒側壁に、仮暁炉からの排ガスおよび仮暁ずみ原
料を分離サイクロンに向けて排出する導管を接線状に接
続して設け、仮競炉の内壁に、気流の旋回方向に沿って
次第に内面に向って高くなっている隆起を、炉の全長あ
るいは適当長さに亘つて複数組形成して設け、かつ、仮
暁炉へのキルン排ガス供給管の接線状接続方向と、燃焼
用空気導入管の接線状接続方向と、仮暁炉内壁の隆起の
もり上り方向と、排ガスおよび仮競ずみ源料排出用の導
管の接線状取出方向を同方向にした構成とした。

つぎに、図面に示した実施例によって、本発明をさらに
詳細に説明する。

第１図は本発明の一実施例を説明するもので、図におい
て符号１は鱗風機を示し、原料子熱器２に接続されてい
る。

符号３で示すものは本発明の要部をなす仮焼炉、ＣＩは
分離サイクロンを示す。前記原料予熱器２は、複数のサ
イクロンを組み合わせたもので、従来より広く採用され
てる子熱器で、前記分離サイクロンＣＩを含めて、下段
か机頂‘こＣ，〜Ｃ４の４段のサイクロンから成る。

前記仮暁炉３は、第２図〜第４図に示すような構成とさ
れている。すなわち、仮焼炉３は、水平に配置された円
筒として形成され、内部には耐火レンガの内張がなされ
ている。仮暁炉３の一端、第２図においては左端の中央
部には、バーナ５が設けられ、このバーナの火焔は、仮
暁炉３の額線方向に沿って噴出される。この火焔を第４
図において符号Ｆで示す。

仮焼炉３のバーナ５が設けられている側の端部は、ロー
タリキルン６の前端側から導かれる排ガス供給管７が仮
競炉３の円筒側壁に接線状に接続されており、仮暁炉３
の他端は分離サイクロンＣＩに接続される導管８が接続
されている。

そして、原料子熱器２のサイクロンＣ２の原料排出口と
ロータリキルン排ガス供給管７とを原料供給管９で連結
している。

ところで、仮暁炉３の内部には、第３図の断面図からも
明らかなように、排ガス供給管７から導かれる排ガス流
によって生じる旋回流の旋回方向に沿ってしだいに肉厚
となる隆起１０が対称な状態で形成されている。

これらの隆起１川ま、耐火レンガを組み立ててなるもの
で、第３図に示す断面構造の状態で、仮焼炉３の一端か
ら池端へと連続もしくは断続的に形成されている。従っ
て、キルン排ガスとともに炉内に導入される原料は、仮
競炉内の旋回流に乗って接線方向に運動すると同時に、
旋回方向に沿ってしだいに増大する隆起１０の存在によ
り、仮競炉３の中心方向への力を受け、仮糠炉中心方向
へ投げ出され、気流との間に半径方向の相互運動を生じ
る。また、仮競炉３には、第３図に示すように２次空気
導入管１１が接続方向に沿っていくつか取り付けられ、
これらの２次空気導入管１１では、キルン６の一端に設
けられたクリンカクーラ１２からの燃焼用空気導入管１
３に接続されている。

また、符号１４で示すものは、キルン６用のバーナであ
る。次に、以上のように構成された本実施例の動作につ
き説明する。

粉末セメント原料は、原料子熱器２の最上段のサイクロ
ンＣ４と上から第２段のサイクロンＣ３との間を接続す
る導管２ａに導入され、Ｃ４，Ｃ３，Ｃ２としだし、に
下方のサイクロンを経由して予熱される。

この原料の流れは、従来のサイクロン式原料子熱器と同
様である。原料子熱器２のサイクロンＣ２より排出され
た原料は、仮擬炉３に原料擬給管９を介して排ガス供給
管７から供Ｖ給される気流にのって炉内へ旋回流として
流入し、仮焼炉３の内壁に沿って旋回しつつ運ばれ、こ
のとき、バーナ５による火焔Ｆによって韓射６葦熱を受
けると同時に、気流からの対流伝熱も受け、効率よく仮
暁される。この旋回気流に乗った仮凝中に、原料は隆起
１０１こよって炉の中心方向への力を受け、中心方向に
投げ出されると同時に、気流との間に半径方向の相互運
動を生じる。

（第３図記載の炉内の黒点は原料粉末の代表的な流動軌
跡を示す）この結果、原料は蝿梓作用を受け、熱効率よ
く仮暁される。そしてさらに、原料は炉の内壁に沿って
濃密に分布するため、炉壁を保護する効果も生じ、さら
に、炉の中央部は原料粉末の分散が比較的希薄なため、
火焔Ｆの形成が容易で安定した燃焼を持続することがで
きる。このようにして、仮焼炉３内でほぼ完全に仮燐さ
れた原料は、排熱ガスと共に導管８を経由して分離サイ
クロンＣＩに送られる。

この分離サイクロンＣＩで緋熱ガスと分離された仮燐す
みの原料は、原料送出管１５を介して、ロー夕リキルン
６に供給され、バーナ１４による燃料焼成によって、最
後のクリンカ焼成が行われる。ロータリキルン６で焼成
されたクリンカは取り出され、クリンカクーラ１２によ
って冷却され、次の工程へと送られる。また、分離サイ
クロンＣＩにおいて、原料を分離した貴Ｅ熱ガスは、導
管１６を介して原料予熱器２のサイクロンＣ２に供給さ
れる。

その後、８Ｅ熱ガスは、原料と熱交換しつつ、しだいに
上段のサイクロンに移り、最後に最上段のサイクロンＣ
４から、排風機１によって系外に排出される。なお、原
料予熱器２内における排熱ガスの流れは、公知の従来装
置とまったく同様である。なお、第５図は、本発明の他
の実施例を説明するもので、本実施例にあっては、バー
ナ５の取り付け側が、排ガスと共に原料を排出する導管
８側に設けられている点が前述した実施例と異なってい
る点である。

本発明は上記のような構成となっているので、次のよう
なすぐれた効果をあげることができる。

‘１ー熱効率がよく熱量原単位が低い。■ 原料が気
流との対流伝熱をうけるのみならず、炉内に流入してか
ら排出するまでバーナによる火焔の形成方向を中心とし
て旋回しつつ螺旋状に進行して行くので、絶えず火焔か
ら鏡射熱をうけることができる。

■ 炉内内壁に設けた隆起の作用により旋回中も気流と
の半径方向の相互運動があり、伝熱効果が高い。

■ 旋回力を途中二次空気で助長しているので、流入し
てから排出するまでいつも強力な旋回気流が保持され、
伝熱に好結果を与えるとともに、炉内滞留時間が長くす
ることができる。

■ 炉内に入った原料が旋回流のため炉壁近傍に濃密に
分布するため、炉壁の局部加熱を防止し耐火煉瓦を保護
するとともに、原料の融着によるコーチングトラブルが
少なく連続安定操業ができる。

‘３｝燃料が徴粉炭等の固体燃焼の場合、等に火焔を
形成すべき炉軸芯の中央部では原料粉末が希薄であるた
め、安定な燃焼空間を保持できるので燃焼性が優れてい
る。

（４｝機型配置である為、従来高層をなしていた仮暁
炉構造物をいくらかでも低く出来、建設費用が安くなる
。

｛５）縦型仮焼炉のように気流により原料特上げ動力
が少ないので、比較的圧力損失が小さくなり、排風機の
設備費と動力費を低減できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による仮暁炉が適用された仮擁装置全
体の干鰯略横成図、第２図〜第４図は、それぞれ本発明
の一実施例を説明する斜視図、縦断正面図および縦断側
面図、第５図は、本発明の他の実施例を説明する縦断側
面図である。１は排風機、２は原料子熟器、３は仮糠炉、ＣＩは分離
サイクロン、６はロータリキルン、７は排ガス供給管、
８は導管、９は原料供給管、１０は隆起、１１は２次空
気供給管、１２はクリンカクーラ。潔／図漆２図濠３凶潔４図潔よ図

Claims

【特許請求の範囲】

１横置円筒型の仮焼炉の一端中央部に、仮焼炉の軸線
方向に向けて配したバーナを設け、ロータリキルンの排
ガス排出部から導いて設け、かつ、途中に原料供給管を
接続したロータリキルン排ガス供給管の端部を、仮焼炉
の円筒側壁の端付近に接線状に接続して設け、ロータリ
キルンの焼成した原料の排出側に設けたセメントクーラ
から導いて設けた燃焼用空気導入管の端部を、仮焼炉の
中間の円筒側壁の複数個所に接続して設け、仮焼炉のバ
ーナ取付側とは反対の他端部円筒側壁に、仮焼炉から排
ガスおよび仮焼ずみ原料を分離サイクロンに向けて排出
する導管を接線状に接続して設け、仮焼炉の内壁に、気
流の旋回方向に沿つて次第に内面に向つて高くなつてい
る隆起を、炉の全長あるいは適当長さに亘つて複数組形
成して設け、かつ、仮焼炉へのキルン排ガス供給管の接
線状接続方向と、燃焼用空気導入管の接線状接続方向と
、仮焼炉内壁の隆起のもり上り方向と、排ガスおよび仮
焼ずみ原料排出用の導管の接線状取出方向を同方向にし
たことを特徴とするセメント原料等粉体原料の仮焼炉。