(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉛直な軸線に対し半径方向に拡がる面を形成し軸線位置の中央部に落下孔が形成された環板状の炉床と、該炉床の外周部の位置で上下方向に延びて円筒状に形成された周壁と、該周壁の上端側を塞ぐ炉蓋とを有していて、上記炉床、周壁そして炉蓋とで加熱空間を形成しており、該炉蓋には、上記炉床の上方位置に、加熱処理されるべき原料の供給管が接続されていると共に、上記落下孔の上方位置に加熱ガス供給装置と燃料供給装置の少なくとも一方が設けられ、周壁には、周方向の複数位置で、炉床上の原料を落下孔に向け押し出すプッシャ装置が設けられていて、該プッシャ装置が、上記周壁を貫通して上記軸線に向け上記半径方向に延びかつ同方向にストロークをもって往復作動するロッドを備えており、炉床の落下孔の内周縁から筒状をなして垂下し内部に焼成空間を形成する焼成筒部とその下方で冷却空間を形成する冷却筒部が設けられている原料加熱処理装置において、
プッシャ装置は、上下方向で同一そして周方向で異なる位置に設置されて作動時期が異なる主プッシャと副プッシャとの二種を有し、主プッシャと副プッシャは共に、周方向で離間して位置して並設された複数のロッドを組として備えていて、離間方向両端のロッド同士間距離とロッドの先端のストローク距離との積を、原料の押し出し移動のための移動領域とし、上方から見たときに、主プッシャと副プッシャの移動領域同士が重複範囲を形成しており、主プッシャと副プッシャは周方向で交互に位置し、互いに干渉せずに往復作動することを特徴とする原料加熱処理装置。
【請求項２】
主プッシャと副プッシャはそれぞれの移動領域が、上方から見たときに、炉床の落下孔寄りで、互いに重複範囲を有していることとする請求項１に記載の原料加熱処理装置。
【請求項３】
炉床が非回転であることとする請求項１に記載の原料加熱処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、原料加熱処理装置に関し、特に、竪型の非回転炉の形式の原料加熱処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
竪型の原料加熱処理装置としては、回転せる炉床を有する炉が特許文献１にて知られている。
【０００３】
特許文献１では、水平面をなし中央に落下孔を有する環板状の炉床（該炉床を、後述する上方の静止炉床に対して区別するため回転炉床と称することにする。）が、該落下孔を通る鉛直な軸線まわりに回転する炉本体の上部に該炉本体と一体的に設けられていて、該炉本体と共に回転するようになっている。上記回転炉床の上方には静止せる（非回転の）周壁そして炉蓋を有していると共に該周壁内面には中央に落下孔を有し上記回転炉床の上方に位置する静止炉床が設けられている。したがって、特許文献１では、静止炉床が上方に、そして回転炉床が下方に位置して二段構えの炉床構造をなしている。かかる特許文献１では、下方に位置する上記回転炉床、静止せる周壁そして炉蓋で包囲される空間が加熱空間を形成している。上記回転炉床の落下孔内周縁からは円筒状の上記炉本体が垂下していて上記回転炉床と一体をなすと共に上記軸線まわりに回転するようになっている。炉床より下方に位置する炉本体は、その上部に焼成域そして下部に冷却域を形成する。
【０００４】
加熱処理されるべき原料は、炉蓋の周部に設けられた供給口から落下供給されて、先ず上方に位置する静止炉床に堆積される。この静止炉床には、連絡孔が上下に貫通形成されていて、この連絡孔を経て原料の一部が落下して下方に位置する回転炉床上に堆積される。すなわち、原料は静止炉床と回転炉床の両方に堆積されてそれらの表面層が加熱空間に面する。炉蓋の中央位置からは上記加熱空間へ向け燃焼ガスが下方に吹き出されており、上記上方の静止炉床上そして下方の回転炉床上の原料をそれらの表面層から加熱する。この特許文献１では、静止炉床と回転炉床のいずれに対してもそれらの上方位置にプッシャを設けている。いずれのプッシャも、周壁を貫通して軸線に向け半径方向に延びるロッドを有していて該ロッドが同方向にストローク移動する。したがって、いずれのプッシャも、周壁が静止している関係上、上記軸線に対して非回転である。すなわち、上段のプッシャは静止炉床と共に非回転なので静止炉床に対して相対回転しない。一方、下段のプッシャは非回転なので回転炉床との間に上記軸線まわりに相対回転をもたらすこととなる。
【０００５】
加熱された原料は、周壁を貫通して軸線に向け延びるように設けられたロッドをもつ上段そして下段のプッシャにより静止炉床上そして回転炉床上のそれぞれの原料の表面層から上記落下孔へ落下する。
【０００６】
上段そして下段のプッシャは周方向の複数の位置に設けられていて、軸線に向け放射状に配置されているので、上記表面層の原料は落下口の内周縁から落下し、落下した原料は、その保有熱で炉体内における焼成域にて焼成され落下しながら、下方から供給される冷却空気により冷却域で冷却され、焼成品として炉体下部から取り出される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平１１−３０４３６５
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
このような特許文献１では、ロッドを有する上段そして下段のプッシャは、いずれも、上方から見たとき、その作動により対応炉床上の原料を落下孔に向け押し出すことのできる領域を形成するが、その一方で、隣接せるプッシャ間で原料を押し出すことができない無効領域をも形成する。特許文献１では、下方に位置する回転炉床に関しては、該回転炉床が軸線まわりに回転している関係上、該回転炉床上に堆積されている原料も周方向へ移動する。したがって、プッシャの作動周期と炉床の回転速度とを適宜設定すれば、或る瞬間には無効領域にあった原料も、次の時点でプッシャの位置にくると、そのプッシャにより落下孔に向け押し出されるようにプッシャの作動時期を設定することができる。しかし、上記設定により、運転条件に一定の制限が加わるという問題は残る。また、設定が適切でないと、上記無効領域の原料は、そのまま残ってしまうということもある。これに対して、上方に位置する静止炉床に関しては、該静止炉床上の原料は周方向に移動することなく、運転条件に係りなく、上記無効領域がそのまま残ることになり、該無効領域における原料は、表面層からの落下が困難となる。
【０００９】
大型の原料加熱処理装置では、炉本体を回転させることが困難なことから、装置全体が非回転となっていることがある。したがって炉床も全く回転しないので、特許文献１における上方の静止炉床と同じこととなり、この静止炉床で生ずる上記無効領域がそのまま残ってしまうこととなる。その結果、原料は、炉本体へ落下しても焼成域での焼成度合にムラが生ずる虞れがある。
【００１０】
本発明は、このような事情に鑑み、静止炉床に対しては無効領域をなくし、そして回転炉床に対しても無効領域に起因する運転条件の制限という問題を解消して、炉床上の原料をその表面層の周方向全域から確実に落下孔へ落下せしめられるプッシャ装置を有する原料加熱処理装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係る原料加熱処理装置は、鉛直な軸線に対し半径方向に拡がる面を形成し軸線位置の中央部に落下孔が形成された環板状の炉床と、該炉床の外周部の位置で上下方向に延びて円筒状に形成された周壁と、該周壁の上端側を塞ぐ炉蓋とを有していて、上記炉床、周壁そして炉蓋とで加熱空間を形成しており、該炉蓋には、上記炉床の上方位置に、加熱処理されるべき原料の供給管が接続されていると共に、上記落下孔の上方位置に加熱ガス供給装置と燃料供給装置の少なくとも一方が設けられ、周壁には、周方向の複数位置で、炉床上の原料を落下孔に向け押し出すプッシャ装置が設けられていて、該プッシャ装置が、上記周壁を貫通して上記軸線に向け上記半径方向に延びかつ同方向にストロークをもって往復作動するロッドを備えており、炉床の落下孔の内周縁から筒状をなして垂下し内部に焼成空間を形成する焼成筒部とその下方で冷却空間を形成する冷却筒部が設けられている。
【００１２】
かかる原料加熱処理装置において、本発明では、
プッシャ装置は、上下方向で同一そして周方向で異なる位置に設置されて作動時期が異なる主プッシャと副プッシャとの二種を有し、主プッシャと副プッシャは共に、周方向で離間して位置して並設された複数のロッドを組として備えていて、離間方向両端のロッド同士間距離とロッドの先端のストローク距離との積を、原料の押し出し移動のための移動領域とし、上方から見たときに、主プッシャと副プッシャの移動領域同士が重複範囲を形成しており、主プッシャと副プッシャは周方向で交互に位置し、互いに干渉せずに往復作動することを特徴としている。
【００１３】
このような構成の本発明では、互いに干渉しない主プッシャと副プッシャが周方向で交互に配設されているので、周方向で隣接する主プッシャ同士間の原料はそこに位置する副プッシャにより落下孔に向け押し出される。主プッシャと副プッシャは、上下方向で同一位置にあっても、作動時期が異なるので、両プッシャの移動領域同士が重複範囲をもっていることで、炉床の内側（落下孔側）に位置する原料の表面層は、周方向のほぼ全域で落下孔に向け押し出される。その結果、原料の焼成度合が均一化される。本発明は、炉床が非回転の場合、副プッシャの存在により、隣接する主プッシャ同士間に無効領域がなくなるので、きわめて有効的であるが、回転炉床の場合でも、無効領域に起因する問題を解消するために運転条件に制限を加えるという必要がなくなくなり、この場合もかかる点で有効的である。
【００１５】
本発明において、主プッシャと副プッシャはそれぞれの移動領域が、上方から見たときに、炉床の落下孔寄りで、互いに重複範囲を有していることが好ましい。こうすることにより、周方向での重複範囲の幅を小さくできると共に、副プッシャが落下孔直前で上記重複範囲の原料を押し出すので、原料は残留することなく確実に落下孔へ落下する。
【００１６】
本発明は、炉床が非回転であっても、上記重複範囲での副プッシャにより、確実に原料は落下孔へ押し出されて落下する。
【発明の効果】
【００１７】
本発明は、以上のように、炉床の上下方向で同一そして周方向で異なる位置に、主プッシャと副プッシャとを交互に配し、互いに干渉しないようにして作動しつつ、互いの移動領域が重複範囲をもつようにしたので、炉床が回転式のときは勿論のこと、非回転式であっても、炉床上に堆積されている原料の表面層が加熱後、周方向で残留部分が生ずることなく、周方向全域における表面層の原料がプッシャにより落下孔に向け押し出されることとなり、炉本体内での原料の焼成度合にムラがなく均一となるという効果をもたらす。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施形態装置の鉛直軸線を通る面での縦断面図である。
【図２】図１装置についてのプッシャ装置よりも上方位置での下方に向けて見た横断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本実施形態の原料加熱処理装置は竪型の非回転炉として形成されている。この非回転炉１は、鉛直軸線Ｚに対し半径方向に拡がる面が形成され中央部に落下孔１１Ａを有している環板状で非回転の炉床１１を、上記軸線Ｚ方向で中間位置に有している。該炉床１１の外周部からは円筒状の周壁１２が立ち上がって設けられ、該周壁１２の上端周縁には、中央部が下方に没している炉蓋１３が接続されていて上記周壁１２は上方側では該炉蓋１３によって塞がれている。上記炉床１１、周壁１２そして炉蓋１３は、耐熱材料で一体に形成されており、その内部空間が加熱空間Ｈとなっている。
【００２０】
上記炉蓋１３は、周壁１２の上端周縁に接続されて半径内方に拡がる環板状の外周部１３Ａと、該外周部１３Ａの内周縁からは垂下する筒壁部１３Ｂと、該筒壁部１３Ｂの下端周縁に接続され中央部に向け上方に弯曲した曲円板状の中央部１３Ｃとを有している。
【００２１】
上記外周部１３Ａは、炉床１１の上方に位置しており、半径方向では炉床１１の範囲に収まっている。この外周部１３Ａには、周方向の複数位置に、原料供給管１４と排気管１５とがそれぞれ設けられている。原料供給管１４は、炉外で分岐されていて、大粒径原料供給管１４Ａと小粒径原料供給管１４Ｂとを有し、それぞれの貯留槽（図示せず）に接続されている。これらの大粒径原料供給管１４Ａと小粒径原料供給管１４Ｂには、それぞれ調整弁（図示せず）が設けられていて、大粒径原料と小粒径原料とが選択的に、あるいは適切な混合比のもとで、炉床１１上へ落下供給されるようになっている。
【００２２】
さらに炉蓋１３には、上記軸線Ｚ位置に加熱ガスＦを吹き込む加熱ガス吹込み管１６が接続されている。該加熱ガス吹込み管１６は、内管と外管とを有する二重構造となっていて、内管が液体もしくは気体の流体燃料を供給する燃料供給管１６Ａで、外管が燃焼用空気供給管１６Ｂをなしている。又、本実施形態では、上記加熱ガス吹込み管１６に隣接して、粉粒状の固定燃料を供給する固体燃料供給管１７も設けられていて、適宜、選択的にあるいは併合的に流体燃料と固体燃料を使用できるようになっている。
【００２３】
上記周壁１２には、周方向の複数位置に、軸線Ｚに向って半径内方に延びるプッシャ装置２０が貫通して設けられている。該プッシャ装置２０は、炉床１１の上面に近い主プッシャ２１と、これよりも若干上方に位置する副プッシャ２２との二種を有している。主プッシャ２１と副プッシャ２２は、それぞれ複数設けられており、いずれも、図２に見られるように、周方向で交互に位置していて、全プッシャを上方から見ると放射状をなしている。本実施形態の場合、図２に見られるように、各主プッシャ２１は、炉の半径方向に延びる三本のロッド２１Ａを有し、これらはその長手方向中間部で連結部材２１Ｂにより連結されて一体をなし、両側の二本のロッド２１Ａが炉の周壁１２にて軸受等（図示せず）により上記半径方向に往復動可能に支持されており、炉外で駆動装置（図示せず）により上記往復動のための駆動を受けるようになっている。これに対し、各副プッシャ２２は炉の半径方向に延びる二本のロッド２２Ａを有し、これらはその長手方向中間部で連結部材２２Ｂにより連結されて一体をなし、両ロッド２２Ａが、主ロッド２１Ａの場合と同様に、周壁１２にて軸受等（図示せず）により上記半径方向に往復動可能に支持されており、炉外で駆動装置（図示せず）により上記往復動のための駆動を受けるようになっている。本実施形態では、主プッシャ２１と副プッシャ２２は、それらのロッド２１Ａそして２２Ａの先端の往復範囲、すなわちストロークが周壁１２の内面近傍位置から落下孔１１Ａの内周縁近傍位置の間を移動する距離範囲となっているが、往復動の作動時期がずれている。図２は主プッシャ２１そして副プッシャ２２のいずれも同一の瞬時でのストローク途中位置にある状態で示されている。かかる主プッシャ２１そして副プッシャ２２は、それぞれ、両外側のロッド２１Ａ同士間距離あるいは２２Ａ同士間距離とストロークとの積とで表わされる矩形面積をもつ移動領域Ｐ１そしてＰ２を、図２で二点鎖線による斜線領域で示されているように形成する。主プッシャ２１の移動領域Ｐ１と副プッシャ２２の移動領域Ｐ２とは、周壁１２寄り領域では互いに離間しているが、落下孔１１Ａ寄り領域では略三角形状の重複範囲Ｐｄを形成している。
【００２４】
本実施形態の非回転炉１は、図１に見られるように、上記炉床１１の内周縁位置から垂下する焼成筒部３０とその下方に位置する冷却筒部４０とを上記炉床１１に連続して一体に有している。焼成筒部３０は炉床１１と同様に耐熱材料で作られており、円筒上部３１と該円筒上部３１の下端から下方に向け半径を減少して形成されている円錐状下部３２とを有している。焼成筒部３０の下方に設けられた上記冷却筒部４０は、耐熱材料である必要はなく、例えば鋼板等により作られていて、下方に向け縮径する円錐形をなし、下端に排出口４１を有している。
【００２５】
上記焼成筒部３０の円筒上部３１内には、周方向の複数位置で該円筒上部３１の内壁面から半径内方に延びるアーチ３３により支えられる筒状のディフューザ３４が設けられている。該ディフューザ３４の内径は、下端で最小で上端に向け拡径するようにテーパ状となっている。又、冷却筒部４０内には、冷却用空気を送入する空気送管４２が外部から進入して配置されており、継手４３を介して、上端でノズル状に開口しているエジェクタ４４に接続されている。該エジェクタ４４の上端開口は軸線Ｚ上でディフューザ３４内で該ディフューザ３４の下端開口に位置している。
【００２６】
このように構成される本実施形態装置では、原料は次の要領で加熱処理される。
【００２７】
（１）加熱処理されるべき原料が原料供給管１４から落下投入され炉床１１上で炉の半径内方側に自由表面層をもって堆積される。原料は、大径のものと小径のものとがあるが、これらがそれぞれの貯留槽に粒度で区分して貯留されており、大粒径原料供給管１４Ａそして小粒径原料供給管１４Ｂとから、選択的に一方が投入されあるいは適宜両方が混合されて投入される。炉床１１上に堆積された原料は、加熱空間Ｈに面するその表面層が加熱ガス吹込み管１６からの加熱ガスＦにより加熱されると共に、排気管１５から排ガスが吸引されることにより、加熱空間Ｈ内の高温ガスが上記表面層を透過して原料の堆積内部を経て排気管１５へ至る際に堆積内部でも加熱される。
【００２８】
（２）表面層で加熱された炉床１１上の原料は、プッシャ装置２０により上記表面層から逐次落下孔１１Ａに向け押し出されて該落下孔１１Ａから落下する。プッシャ装置２０は、複数の主プッシャ２１そして複数の副プッシャ２２の二種を有しているが、両種のプッシャ２１，２２は、図１に見られるごとく上下で異なる位置に配されていること、そして図２に見られるごとく作動時期がずれていることにより、互いに干渉することなく作動する。既述のごとく、主プッシャ２１は移動領域Ｐ１をそして副プッシャ２２は移動領域Ｐ２を形成し、それぞれ、これらの移動領域Ｐ１，Ｐ２にある原料に対して落下孔１１Ａに向けて押し出すように作用する。上記移動領域Ｐ１とＰ２とは、落下孔１１Ａ側となる炉の半径内方位置では、重複範囲Ｐｄを形成している。したがって、炉床１１上に堆積された原料の表面層は上記落下孔１１Ａ側に位置しているので、主プッシャ２１と副プッシャ２２とが交互にストロークをもって作動することにより、加熱されている上記表面層の原料は、周方向で残留部分を生ずることなく、周方向全域で押し出されて上記落下孔１１Ａから落下する。
【００２９】
（３）上記落下孔１１Ａから落下した高温の原料は、自己の保有熱により、焼成筒部３０そして冷却筒部４０内に堆積され焼成等の熱処理がなされる。原料は落下孔１１Ａの内周縁から落下するので、焼成筒部３０内ではディフューザ３４の外側の空間を通り、次に周方向でアーチ３３同士間の空間を通って落下する。この原料は上記ディフューザ３４の上端位置と上記アーチ３３の直下位置に自由表面を形成する。
【００３０】
（４）冷却筒部４０内に進入配置されている空気送管４２からは外部から冷却用の空気が送入されて継手４３を経て、エジェクタ４４の上端開口からディフューザ３４内に上方に向け噴出される。空気送管４２からの空気はエジェクタ４４から噴出されるまでの間に、周囲の原料との熱交換により該原料を冷却しつつ自らは昇温している。この昇温した空気は、エジェクタ４４から噴出される際に、最小内径のディフューザ３４の下端部で高速で噴出されるために周囲、すなわち、ディフューザ３４の下端とその下方の原料の自由表面との間の空間Ｓの圧力を降下せしめる。したがって、エジェクタ４４から噴出される昇温空気は炉床１１より下方の加熱空間Ｈでの燃焼用空気として供される一方で、この加熱空間Ｈにおける高温ガスが上記空間Ｓでの低い圧力により吸引されてディフューザ３４の上端近傍の原料の自由表面から該原料内に進入し、ここで焼成筒部３０の円筒上部３１内での原料の焼成等の加熱処理を促進させる。かくして、上記昇温空気はディフューザ３４の内外で循環する。
【００３１】
（５）加熱処理後の原料は、焼成筒部３０の円錐状下部３２から冷却筒部４０へ降下するにつれ、空気送管４２からエジェクタ４４内を上方に移動する空気により冷却され、排出口４１から逐次加熱処理後の製品として排出される。
【００３２】
本発明は、図示され説明された実施形態に限定されず、種々変更可能である。
【００３３】
プッシャ装置の主プッシャと副プッシャは、互いに干渉しないように、上下方向位置そして作動時期の少なくとも一方を異なるようにしてあれば十分である。図示の例のように上下方向と作動時期の両方を異にする場合は、装置の運転条件によって、作動時期を制限なく自由に変更することを可能にする。又、主プッシャと副プッシャの両方の移動領域は、図示の例のように、両方共、周壁内面から落下孔の内縁までの範囲とする必要はなく、一方が落下孔の内縁まで達していなくとも、両者が重複範囲を有していれば十分である。
【００３４】
本発明は、炉床が図示の例のような非回転の場合は勿論のこと、回転する場合でも有効である。
【００３５】
本発明は、種々変更が可能である。例えば、図２にて、周壁１２の内面近傍では、上方から見たとき、主プッシャと副プッシャの移動領域のいずれもが形成されていない略三角形状領域が、たとえ少なくとも無効領域として残存する。この無効領域における炉床の原料は、その両側に位置する主プッシャそして副プッシャの作動により落下口に向け移動される原料に引きづられて、徐々に落下口側へ移動するが、この引きづられによる移動をより積極的にするには、少なくとも上記無効領域に相当する部分で炉床の上面を落下口に向け下り勾配の傾斜面とすることが好ましい。こうすることで、原料が引きづられる勢いを増し、実質的に無効領域をなくすこともできる。
【符号の説明】
【００３６】
１  原料加熱処理装置
１１  炉床
１１Ａ  落下孔
１２  周壁
１３  炉蓋
１４  原料の供給管
２０  プッシャ装置
２１  主プッシャ
２１Ａ  ロッド
２２  副プッシャ
２２Ａ  ロッド
Ｐ１  移動領域
Ｐ２  移動領域
Ｐｄ  重複範囲
【図１】
0005627998.tif 000002
【図２】
0005627998.tif 000003