(57)【要約】【課題】高温での安定操業が求められるロータリーキルンに、低コストで設置し運用することが可能であって、ロータリーキルンの炉内の温度を直接、正確に測定することができる温度測定手段を提供すること。【解決手段】ロータリーキルン１に備える温度計測手段を、ロータリーキルン１の炉尻側から炉内に挿入配置される原料投入装置２０と、炉尻側から炉内の所定の空間位置に向けて挿入配置される温度計３０とを備え、温度計３０の基部３１が原料投入装置２０に着装されており、温度計３０の温度感知部３２が炉内の所定の空間位置に突出している、ロータリーキルン用の温度計測ユニット２とする。【選択図】図１
2014185839.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロータリーキルンの炉尻側から炉内に挿入配置される原料投入装置と、
前記炉尻側から前記炉内の所定の空間位置に向けて挿入配置される温度計とを備え、
前記温度計の基部が前記原料投入装置に着装されており、
前記温度計の温度感知部が前記空間位置に突出している、ロータリーキルン用の温度計測ユニット。
【請求項２】
前記温度計が、前記ロータリーキルンの回転軸方向に沿って配置位置の変動が可能な態様で前記原料投入装置に着装されている請求項１に記載の温度計測ユニット。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の温度計測ユニットを備えるロータリーキルン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロータリーキルン用の温度計測ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、製鋼電気炉ダスト等に含まれる粗酸化亜鉛ダストから亜鉛を回収する一連の工程において、原材料となる製鋼電気炉ダスト等からフッ素、塩素等を除去するための加熱処理を行う場合等、焼鉱の高温度での焼成を伴う工程において、中空円筒形状の回転炉を備えるロータリーキルンが広く用いられている。
【０００３】
例えば、上記工程の中でも、特に電解製錬向けの酸化亜鉛焼鉱の製造においては、フッ素の含有量を厳密に数百ｐｐｍまで低減する必要があり、この場合には、焼鉱温度を１１００〜１１５０℃の範囲で、厳密に維持管理する必要がある。
【０００４】
上記例に代表されるように、一般に、ロータリーキルンを使用する高温度の操業においては、厳密な炉内温度の管理が、製品の品位を高水準に保つために必須の要件となっている。
【０００５】
しかしながら、ロータリーキルンは、筒状のキルン本体が常時回転しており、そのような回転体たるキルン本体内部を高温の被焼成物が本体長手方向に向けて、キルン本体の内壁のほぼ全面を常に流動しているという基本構造上の制約から、炉内に直接、熱電対等を挿入して温度を測定することは難しく、特許文献１に記載の熱電対温度計と集電リングの組合せによって炉内温度を測定する方法が、広く採用されていた。この測定方法は、キルン本体の外面に、熱電対温度計を挿入する穴を開けて熱電対温度計を設置し、集電リングにより、起電力を取出し炉内温度を測定するものである。
【０００６】
又、その一方で、特許文献２においては、炉内温度の直接的な測定によらず、加熱前後のキルン本体の直径を測定することにより、予め求められたキルン本体の直径の熱膨張率と炉の内部の温度との関係から、炉の内部温度を間接的に求める炉内温度の測定方法も、提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平５−１８７４３３号公報
【特許文献２】特開２０１１−２７３００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１に記載の温度管理方法においては、微細な起電力へのノイズの混入や回転接触端子の接触不良等により、起電力の取り出しの精度や応答性について、問題が生じる場合が多かった。又、そのような問題への対応も含め、熱電対温度計の交換等の測定機器の補修を行ためには、その都度ロータリーキルンの回転を停止して操業を中断せざるをえなかった。又、集電リング等の設置コストにかかる初期費用が高額であるのみならず、設置後の保守管理コストも嵩み、ロータリーキルンの生産性を低下させてしまう点が問題となっていた。
【０００９】
又、特許文献２に記載の間接的な温度管理方法は、測定機器の設置と管理に高いコストを必要とする一方で、炉内温度を直接測定する場合と比較して、あくまで代替的な指標に過ぎず、炉内の各部分の温度を正確に把握することは依然困難であり、算出される炉内温度の精度に問題があった。
【００１０】
このように、現状では、ロータリーキルンの炉内の温度を直接、正確に測定する方法は未だ確立されておらず、更に、正確な温度測定をより低コストで行える炉内温度の測定手段の開発が望まれていた。尚、近年の高温度且つ厳密な温度管理が前提となる製品の品質向上の要請に応えるために、ロータリーキルンの炉内温度のうちでも、特に被焼成物の投入口側である炉尻側におけるガス温度の測定と温度管理の必要性が増しており、この温度を正確に測定できる手段が特に求められていた。
【００１１】
本発明は、高温での安定操業が求められるロータリーキルンに、低コストで設置し運用することが可能であって、ロータリーキルンの炉内の温度、特には炉尻側におけるガス温度を直接、正確に測定することができる温度測定手段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】
【００１２】
本発明者らは、ロータリーキルンの炉内温度を正確に測定する手段として、ロータリーキルンの炉尻側に設置されている原料投入装置に温度計を着装した温度計測ユニットによって、上記課題が解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。より、具体的には、本発明は以下のものを提供する。
【００１３】
（１）  ロータリーキルンの炉尻側から炉内に挿入配置される原料投入装置と、前記炉尻側から前記炉内の所定の空間位置に向けて挿入配置される温度計とを備え、前記温度計の基部が前記原料投入装置に着装されており、前記温度計の温度感知部が前記空間位置に突出しているロータリーキルン用の温度計測ユニット。
【００１４】
（２）  前記温度計が、前記ロータリーキルンの回転軸方向に沿って配置位置の変動が可能な態様で前記原料投入装置に着装されている（１）に記載の温度計測ユニット。
【００１５】
（３）  （１）又は（２）に記載の温度計測ユニットを備えるロータリーキルン。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、高温での安定操業が求められるロータリーキルンに、低コストで設置し運用することが可能であって、ロータリーキルンの炉内の温度、特には炉尻側のガス温度を、直接、正確に測定することができる温度測定手段を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の温度計測ユニットを備えるロータリーキルンの構成を示す断面模式図である。
【図２】本発明の温度計測ユニットを備えるロータリーキルンの炉尻側の正面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態について説明するが、本発明は、以下の実施形態に何ら限定されるものではない。以下、本発明の温度計測ユニットを、亜鉛焼鉱の焼成等に用いられる大型の乾燥焼成用ロータリーキルンへ適用した場合の実施形態について説明するが、本発明の温度計測ユニットは、円筒形状の回転式加熱炉であれば、その他の加熱炉への適用が可能なものである。
【００１９】
＜ロータリーキルン＞
まず、図１を参照しながら、本発明の温度計測ユニットを好ましい一実施例として、温度計測ユニット２を備えるロータリーキルン１の全体構成及び使用態様につき説明する。
【００２０】
ロータリーキルン１は、原料投入装置２０に温度計３０が着装されてなる温度計測ユニット２を備え、その他、キルン本体１０、バーナー部４０、駆動ギヤ５０、固定フード６０、及び、キルン本体１０を支持するキルン支持部（図示せず）、を備えてなる回転式の加熱炉である。キルン本体１０は、被焼成物の投入口１１から被焼成物の排出口１２に向けて被焼成物の移動する方向に向けて、水平面に対し通常１〜４％の傾斜をもつように設置される。そして、駆動ギヤ５０によりＲ方向へ回転させられながら被焼成物の焼成が行われる。尚、ロータリーキルン１において、キルン本体１０の長手方向における両端部のうち、投入口１１が形成されている側の端部のことをロータリーキルンの炉尻と言うものとする。
【００２１】
キルン本体１０は、耐火性を備える円筒形の釜であれば特段限定されるものではないが、炭素鋼等からなる金属シェルの内面にモルタル等の不定形耐火物や耐火煉瓦等の耐火物が貼設されているものであることが好ましい。
【００２２】
原料投入装置２０は、ロータリーキルン１による焼成に先立つ前工程から搬出される粗酸化亜鉛等の被焼成物をキルン本体１０内に投入する装置であり、ロータリーキルン１の炉尻側から炉内に挿入配置される。原料投入装置２０は、例えば、下記に記載の通り、温度計着装部２１を介して、その側面に温度計３０を着装可能なものであれば、ベルトコンベアやスクリューコンベア等の公知の機器を適宜用いることができる。これらの機器からなる原料投入装置２０は、キルン本体１０の外に設けられる支持手段（図示せず）によって適切な位置に安定的に設置される。
【００２３】
原料投入装置２０には、図２に示す通り、温度計３０を着装することができる温度計着装部２１が設けられる。温度計３０を、ロータリーキルン１の操業時においては、所望の位置に安定的に固定できる手段である限りその形式は特段限定されない。但し、温度計着装部２１は、温度計３０を炉内の高温度から保護できる耐熱素材からなる中空の管状形態であり、又、温度計３０のメンテナンス時等において、温度計３０を容易に着脱可能な構造であることが好ましい。
【００２４】
更に、温度計着装部２１は、キルン本体１０の回転軸の方向に沿って、温度計３０の位置を容易に移動、調整可能な構造であることがより好ましい。例えば、容易に温度計３０をスライドさせて位置を調整可能であり、且つ、ボルト締め等の簡易な固定手段で必要に応じて温度計３０の位置を安定的に固定できる構造を一例としてあげることができる。
【００２５】
尚、温度計着装部２１は、原料投入装置２０のいずれかの側面、或いは、天面側に設置されることが好ましく、図２に示す通り、天面側に設置されることが更に好ましい。温度計着装部２１の設置位置を原料投入装置２０の側面、或いは、天面側とすることによって、温度計３０と投入される被焼成物の直接の接触を回避でき、被焼成物の円滑な投入が温度計３０によって妨げられ、或いは、焼成物との接触により温度計３０が破損することを防止できる。更に、同設置位置を原料投入装置２０の天面側とすることによって、キルン本体１０の中心部により近い位置のガス温度を直接、正確に計ることができる点において更に好ましい。
【００２６】
温度計３０は、例えば、ロータリーキルン１内においては相対的に低温域である炉尻付近での温度を測定することが前提となるため、３００℃から１０００℃程度の温度範囲の環境下で温度測定が可能な温度計であれば特に限定されるものではない。従来、高熱炉等の温度測定に広く用いられる熱電対方式の温度計を好ましく用いることができる。温度計３０は、図１に示すように、炉尻側からキルン本体１０の炉内の所定の空間位置に向けて挿入配置される。又、温度計３０は、好ましくは棒型の形状の基部３１と先端部に形成される温度感知部３２とからなり、基部３１が、原料投入装置２０に着装されており、温度感知部３２が、キルン本体１０の炉内の所定の空間位置に突出するように配置されている。
【００２７】
バーナー部４０は、キルン本体１０の排出口１２側近傍に設けられる重油バーナー等の加熱装置であり、ロータリーキルン１の熱源となり、キルン本体１０の内部を１１００℃〜１３００℃に加熱可能なものであればよい。又、駆動ギヤ５０は、キルン本体１０に図中のＲ方向への回転力を伝えられるものであり、固定フード６０は、キルン本体１０から排出される排ガスの拡散を防止可能なものであればよい。
【００２８】
以上の構成を有するロータリーキルン１においては、バーナー部４０によりキルン本体１０の内部を１１００℃以上１３００℃以下程度の高温に加熱し、駆動ギヤ５０によりキルン本体１０をＲ方向に回転させながら、原料投入装置２０によって、粗酸化亜鉛等の被焼成物を投入口１１よりａ方向へと投入する。被焼成物はキルン本体１０の傾斜に沿って攪拌、焼成されながらキルン本体１０内を排出口１２の方向に向かって移動してゆき、排出口１２からは、高温の焼成物がｂ方向に排出される。
【００２９】
＜温度計測ユニット＞
ここで、本発明の温度計測ユニット２とは、原料投入装置２０に、温度計３０が上記態様で着装されることにより構成される構造体であり、ロータリーキルン１の一部分でもある。尚、温度測定の実施時において、上記態様でロータリーキルンと一体化されて用いられる物である限り、必ずしも温度計３０が恒常的に原料投入装置２０に着装されている物ではなくとも、本発明の温度計測ユニットと均等の範囲内である。
【００３０】
従来、ロータリーキルンの炉内温度を測定するために、固定フード６０の一部等に温度計を設置してキルン本体１０の排出口１２の近傍で排ガスの温度を計測することにより、キルン本体１０内の温度を推定することが行われていた。この場合は、排出ガスの温度が、外気の混入や別途設置される冷却手段による冷却効果の影響により、測定誤差としての許容範囲を超えて変動している場合が多く、計測精度の点で不十分であった。一方、回転するキルン本体１０内に温度計３０を固定するとしたならば、前述の集電リングを用いた測定手段に頼らざるをえなかった。
【００３１】
しかし、本発明の温度計測ユニット２によれば、キルン本体１０の投入口１１の近傍であれば、投入口１１からの適切距離にある炉尻側の所望の位置に温度計３０を配置することができる。この構造によれば、キルン本体１０の回転や、被焼成物の流動の影響を受けずに炉内ガスの温度を直接正確に測定することができる。又、被焼成物の投入を行うためにも必要である原料投入装置２０を温度計３０の支持体として活用する構造であるため、新たな構造物の追加設置が最小限ですみ、設置にかかる初期コストが少なくてすむという点でも優れた温度計測手段となっている。
【００３２】
以上のロータリーキルン用の温度計測ユニット、それを用いたロータリーキルンによれば、以下の効果を奏する。
【００３３】
（１）  高温での安定操業が求められるロータリーキルンにおいて、従来公知の設置コストの嵩む機器の設置によらず、ロータリーキルンの炉内の温度を直接、正確に測定することができる温度測定手段が求められていた。そこで、本発明においては、ロータリーキルンにおける炉内温度測定手段として、独自の構成からなるロータリーキルン用の温度計測ユニットを開発した。炉尻側から炉内の所定の空間位置に向けて挿入配置される温度計からなり温度計の温度感知部が前記空間位置に突出する態様で原料投入装置に着装されている本発明のロータリーキルン用の温度計測ユニットによれば、従来公知の設置コストの嵩む機器の設置によらず、ロータリーキルンの炉内の温度、特には炉尻側のガス温度を、、直接、正確に測定することができる。又、従来一般的であった集電リングを用いる方法と比較して、運用コストを飛躍的に低減することができる。
【００３４】
（２）  ロータリーキルン用の温度計測ユニットにおいて、温度計が、ロータリーキルンの回転軸方向に沿って変動可能な態様で原料投入装置に着装されているものとした。これにより、ロータリーキルンの炉尻側における適切な位置へ温度計を柔軟に配置することができ、操業条件等に応じて、常に、より正確な炉内温度を把握することができる。
【００３５】
（３）  上述のロータリーキルン用の温度計測ユニットをロータリーキルンによれば、高温での安定操業が求められるロータリーキルンにおける精度の高い炉内温度の管理を従来よりも低コストで行うことができる。又、精度の高い炉内温度管理により、高品位の酸化亜鉛焼鉱等の製造が可能となる。更に、仮に温度計測ユニットに何らかの不具合が発生した場合であっても、ロータリーキルンを停止させずに温度計の修理交換が可能であるため、保守効率を向上させて酸化亜鉛焼鉱等の製造の生産性向上に寄与することができる。
【００３６】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限るものではない。又、本発明の実施形態に記載された効果は、本発明から生じる最も好適な効果を列挙したに過ぎず、本発明による効果は、本発明の実施例に記載されたものに限定されるものではない。
【符号の説明】
【００３７】
１      ロータリーキルン
１０    キルン本体
１１    投入口
１２    排出口
２      温度計測ユニット
２０    原料投入装置
２１    温度計着装部
３０    温度計
３１    基部
３２    温度感知部
４０    バーナー部
５０    駆動ギヤ
６０    固定フード
【図１】
2014185839.tif 000003
【図２】
2014185839.tif 000004