(57)【要約】【課題】加熱処理能力の高い原料加熱装置を提供することを目的とする。【解決手段】炉蓋１１の周囲部に原料供給管１２Ａと排気管１２Ｂが設けられており、該炉蓋１１、周壁１３そして回転せる炉床１４により加熱空間Ｆを形成し、原料供給管１２Ａから供給され炉床１４上に堆積された原料Ｍを加熱する加熱ガスを上記加熱空間Ｆへ供給する加熱ガス供給管１５が設けられ、炉床１４上の原料Ｍを該炉床１４の中央部に形成された落下孔１４Ａへ向けて押し出すプッシャー１６が炉床の半径方向に往復動可能に周壁１３で支持されており、上記炉床１４上の堆積原料Ｍをその安息角堆積層面Ｍ１側から上記プッシャー１６の往復動によって上記落下孔を経て逐次落下せしめる原料加熱装置において、上記プッシャー１６は、上下方向で複数段１６Ａ，１６Ｂをなすように、そして周方向で複数位置に配設されている。【選択図】  図１
2004340553.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
炉蓋の周囲部に原料供給管と排気管が設けられており、該炉蓋、周壁そして回転せる炉床により加熱空間を形成し、原料供給管から供給され炉床上に堆積された原料を加熱する加熱ガスを上記加熱空間へ供給する加熱ガス供給手段を有し、管が炉蓋に設けられ、炉床上の原料を該炉床の中央部に形成された落下孔へ向けて押し出すプッシャーが炉床の半径方向に往復動可能に周壁で支持されており、上記炉床上の堆積原料をその安息角堆積層面側から上記プッシャーの往復動によって上記落下孔を経て逐次落下せしめる原料加熱装置において、上記プッシャーは、上下方向で複数段をなすように、そして周方向で複数位置に配設されていることを特徴とする原料加熱装置。
【請求項２】
複数段のプッシャーは、各段が別途往復移動するように駆動を受けていることとする請求項１に記載の原料加熱装置。
【請求項３】
プッシャーは、先端部に微粉燃料、流体燃料そして空気の少なくとも一つを噴出する噴出孔が形成されていることとする請求項１または請求項２に記載の原料加熱装置。
【請求項４】
炉床は少なくとも落下口の縁部が半径内方に向け下方へ傾斜していることとする請求項１に記載の原料加熱装置。
【請求項５】
加熱ガス供給管は、加熱ガスが加熱空間内で旋回流を形成するように配設されていることとする請求項１に記載の原料加熱装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は原料加熱装置、特に原石等の原料を熟成等の加熱処理するのに先立ち、加熱する竪型の原料加熱装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の装置としては、例えば、特許文献１に開示されているものが知られている。この公知の装置は、添付図面の図４に示されているように、回転炉床５１より上部で加熱部Ａを形成し、その下方に炉床５１の落下孔５２で連通した縦型の筒状体５３を配して原料の熟成そして冷却のための熟成部Ｂを形成している。
【０００３】
上記公知装置の炉床５１は鉛直な軸線５８Ａまわりに回転しており、又炉床面５１Ａ上に形成された原料Ｍの堆積層を、炉床の中央に開口された落下孔５２から少しづつ落下させるロッド状のプッシャー（原料押込み部材）５４が炉床５１の上方で、周方向の複数位置に設けられている。該プッシャー５４は、炉床５１の近くにのみ配設されていて、各プッシャー５４の先端が上記落下孔５２の縁部に指向しており、その長手方向に往復動するようになっている。
【０００４】
炉蓋５５、周壁５６そして炉床５１で包囲されるように形成された加熱空間５７には加熱ガス吹込管５８から加熱ガス（主として燃焼ガス）が供給され、炉床５１上の安息角堆積層面Ｍ１の原料Ｍは該加熱ガスにより直接加熱され昇温する。炉床５１上の堆積層面Ｍ１の加熱された原料Ｍはプッシャー５４の押出し作用により落下孔５２から縦型の筒状体５３内へ落下して、再び該筒状体５３内で堆積層Ｍ２を形成する。
【０００５】
上記ロッド状のプッシャー５４は、周方向の複数位置に設けられているが、この複数のプッシャー５４は、交互にその作動時期がずれていることが多い。なお、炉蓋５５には、炉床５１上に原料Ｍを供給する原料供給管５９、そして加熱空間５７から堆積層の原料Ｍを通過したガスの排気のための排気管６０が図示のごとく接続されている。
【０００６】
次に、図４において、熟成帯Ｂを形成する筒状体５３内の堆積層Ｍ２へは下方から冷却空気が送入されており、この堆積層Ｍ２をなす原料は自己の保有する熱により熟成しながら降下し、堆積層Ｍ２中を上昇する冷却空気との熱交換により次第に冷却され、筒状体５３の下部の排出口（図示せず）から製品として取り出される。一方、上記冷却空気は原料との熱交換により加熱されながら、上記堆積層内Ｍ２を上昇し、昇温した状態で上記加熱空間５７に流入し、加熱ガスの燃焼に寄与する。
【０００７】
又、上記加熱空間５７内の加熱ガスは炉床５１上の堆積層表面Ｍ１から内部へ入り込み内部の原料Ｍを加熱してから排気管６０を通って外部へ排ガスとして排出される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上述の公知装置及びこれに類する他の多くの公知装置にあっては、プッシャー５４は図４のように炉床５１の中央部から放射状をなすように、炉床に近い位置にのみで、周方向の複数位置に設けられている。
【０００９】
このことは、プッシャー５４は上記落下孔５２の縁部、すなわち、堆積層面Ｍ１において主として下部の原料Ｍのみの落下を促し、堆積層面Ｍ１の上部の原料は該堆積層Ｍ１の下部へ滑落移動した後に、次のプッシャーの作動によって初めて落下孔５２から落下するということを意味する。
【００１０】
したがって、堆積層面Ｍ１の原料Ｍは上部で加熱された後に下部へ滑落してそこで再び加熱を受ける。換言すれば、堆積層面Ｍ１の原料は落下孔５２から落下するまでに炉床５１上で長時間加熱を受けることとなる。
【００１１】
その結果、原料を適切な温度まで加熱してから落下孔５２へ落下せしめるには、加熱空間５７内の加熱ガス温度をあまり高くすることができず、したがって、加熱装置に十分な能力があっても、処理能力には限界があった。
【００１２】
本発明は、公知装置が有しているかかる事情に鑑み、原料の加熱処理能力を飛躍的に高めることのできる原料加熱装置を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る原料加熱装置は、炉蓋の周囲部に原料供給管と排気管が設けられており、該炉蓋、周壁そして回転せる炉床により加熱空間を形成している。この原料加熱装置は、原料供給管から供給され炉床上に堆積された原料を加熱する加熱ガスを上記加熱空間へ供給する加熱ガス供給手段を有する。又、炉床上の原料を該炉床の中央部に形成された落下孔へ向けて押し出すプッシャーが炉床の半径方向に往復動可能に周壁で支持されている。かくして、上記炉床上の加熱後の堆積原料をその安息角堆積層面側から上記プッシャーの往復動によって上記落下孔を経て逐次落下せしめる。
【００１４】
かかる原料加熱装置において、本発明では、上記プッシャーは、上下方向で複数段をなすように、そして周方向で複数位置に配設されていることを特徴としている。
【００１５】
このような構成の本発明では、炉床の半径方向に往復動するプッシャーが周方向で複数位置にそして上下方向で複数段に配設されており、炉床上で加熱を受けた堆積層面の原料は、周方向のみならず上下方向でも全域で、すなわち堆積層面の全域でプッシャーにより押し出されて炉床の落下孔から落下する。したがって、加熱ガスを従来装置よりも高温なものとして、短時間で上記堆積層面の全面で原料を加熱して落下させることができる。その結果、加熱処理能力が飛躍的に向上する。
【００１６】
本発明において、複数段のプッシャーは、各段が別途往復移動するように駆動を受けていることができる。原料の加熱程度は、装置によっては、堆積層面の上部と下部とで同じとは限らない。そこで、各段、例えば、上段と下段とのプッシャーの押出し作動頻度を加熱程度により別箇に設定する。その場合、一つの段について、周方向の複数のプッシャーの作動時期（繰り返し作動周期の位相）をずらして、各段についての落下を時間的に均一にすることが好ましい。
【００１７】
又、上記プッシャーは、先端部に微粉燃料、流体燃料そして空気の少なくとも一つを噴出する噴出孔が形成されているようにすることができる。こうすることにより、プッシャーから上記燃料あるいは燃焼用空気を噴出して加熱空間のさらなる高温化を図ることができ、その結果、プッシャーの作動頻度を高めて加熱処理能力が向上する。その際、プッシャーの噴出孔からは燃料等が噴出するので噴出孔が詰まるということもない。上記燃料等の噴出時期は、プッシャー最前進時が好ましい。最前進時では噴出孔が加熱空間に臨んでいるか、あるいは最も近い位置にきているので、噴出が確実に行なわれる。
【００１８】
さらに、加熱後の原料がプッシャーに押し出されたときに炉床から効果的に落下するようにするには、炉床は少なくとも落下口の縁部が半径内方に向け下方へ傾斜しているようにすることができる。
【００１９】
又、加熱空間内の加熱ガスを、均一な温度として堆積層面の上部と下部とを同様に加熱し、かつ堆積層面の原料と直接的に接触せしめて、加熱効果を高めるには、加熱ガス供給管は、加熱ガスが加熱空間内で旋回流を形成するように配設されているようにすることが好ましい。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面にもとづき、本発明の実施の形態について説明する。
【００２１】
図１は本発明の一実施形態装置の縦断面図であり、図１に示される本実施形態においては、本実施形態装置たる原料加熱装置１０は、さらに原料を加熱して熟成等を行なう二次加熱装置３０上にあって、この二次加熱装置３０と接続運転されるようになっている。
【００２２】
加熱装置１０は、中央部１１Ａが下方に没入し周囲部１１Ｂに原料供給管１２Ａと排気管１２Ｂの合流管１２が取りつけられている固定炉蓋１１と、該炉蓋１１の周囲から垂下する円筒状の周壁１３と、該周壁１３の下縁に近接した位置で回転せる炉床１４とを有している。該炉床１４は、後述する二次加熱装置３０の上部と一体となっている。なお、上記炉蓋１１、周壁１３、炉床１４はいずれも耐熱材料から作られている。
【００２３】
上記炉蓋１１の中央部１１Ａには、炉の鉛直軸線１５Ｃの周辺位置に加熱ガス供給手段としての加熱ガス供給管１５が接続されている。本実施形態では、吹込まれた加熱ガスが加熱空間Ｆ内で上記軸線１５Ｃのまわりに旋回流を生ずるように、例えば、図２にも見られるように、二つの加熱ガス供給管１５が、上記軸線１５Ｃから距離をもった位置で、図２にて平行で逆行方向にそして図１では斜め下方に加熱ガスを噴射するように上記軸線１５Ｃに対称に設けられている。このような旋回流を生じせしめるには、図示のごとくの二つの加熱ガス供給管１５によらずとも、三つ以上にしてもよいが、例えば軸線１５Ｃ位置に一つの加熱ガス供給管を設け、単に複数の吹出口を接線方向に設けるようにするだけでもよい。各加熱ガス供給管１５は、燃料供給管１５Ａと燃焼空気供給管１５Ｂとを有し、燃焼ガスが加熱ガスとして加熱空間Ｆに向け下方に噴出するようになっている。又、炉蓋１１の周囲部１１Ｂに設けられた複数の原料供給管１２Ａ及び排気管１２Ｂは、好ましい形態として、周方向に等間隔に位置している。
【００２４】
固定炉床１４は、上記鉛直軸線１５Ｃを中心として落下孔１４Ａが形成されており、炉床１４の上面では上記原料供給管１２Ａから供給された原料Ｍが堆積層を形成している。炉床１４の上方位置には、周方向の複数位置で周壁を貫通してロッド状のプッシャー１６Ａ，１６Ｂが、上下二段をなして、ロッドの長手方向に往復動可能に設けられている。上段のプッシャー１６Ａそして下段のプッシャー１６Ｂは、それぞれ放射状に延びていてその長手方向に往復動すべく、炉外の駆動装置（図示せず）によって駆動される。一つのプッシャー１６は一本のロッドであっても複数本のロッドを一組とするものとして成っていても良い。又、上記上段のプッシャー１６Ａそして下段のプッシャー１６Ｂは、それぞれ往復作動頻度や往復作動時期（繰り返し作動周期の位相）を独立して変更設定できるようになっていることが好ましい。さらには、上段プッシャー１６Ａ同士間、そして下段プッシャー１６Ｂ同士間でも、上記往復作動時期をずらして作動するようにもできる。
【００２５】
上記原料供給管１２Ａ及び排気管１２Ｂは、装置外にあっては別系統をなしそれぞれ原料貯槽そして吸引装置（共に図示せず）に接続されているが、炉蓋１１への接続の部位では一体となって合流管１２を成している。この合流管１２は、好ましい形態として、合流部位から下端開口に至る範囲で、内部空間が仕切板１２Ｃにより、水平断面が互に半円の二つの空間１２Ａ−１，１２Ｂ−１を形成するように仕切られている。該仕切板１２Ｃにより仕切られた一方の空間１２Ａ−１は原料供給管１２Ａ、そして他方の空間１２Ｂ−１は排気管１２Ｂに連通している。又、両空間は、上記仕切板１２Ｃの上下端では互に連通している。
【００２６】
図１に示されるごとく、炉床１４より下方では二次加熱装置３０が形成されており、炉床１４は、周壁１３の下端周縁に近接して設けられ、水シール等の封止装置１９を介して、シール状態を保ちつつ上記周壁１３に対して相対回転可能となっている。この炉床１４は、上記落下孔１４Ａを形成する内径部にて、二次加熱装置３０の筒状の竪型炉体３１の上端と一体となっている。該竪型炉体３１は外面中間部に段部が形成され、この段部の下面に環状レール３２が設けられ、床面上に環状をなすように複数配されたローラ３３上を回転駆動を受けてきわめてゆっくりと回転するようになっている。この回転により上記炉床１４も回転することとなる。
【００２７】
図１に見られるように、二次加熱装置３０の竪型炉体３１は上部の円筒部３１Ａと下部の円錐部３１Ｂとを有し、両者の中間に上記環状レール３２が設けられている。該円錐部３１Ｂの直下には、固定せる排出部３４が設けられており、上記竪型炉体３１は水シール等の封止装置３５を介して該排出部３４に対して回転可能となっている。
【００２８】
上記円筒部３１Ａ内には、周方向の複数箇所で該円筒部３１Ａの内壁面から半径内方に延出するアーチ３６に支えられる筒状のディフューザ３７が設けられている。該ディフューザ３７の内部には冷却用の空気ジャケット３８が設けられている。又、円錐部３１Ｂ内には、空気送管３９が進入配置されており、回転継手４０を介して、上端でノズル状に開口せるエジェクタ４１に接続されている。上記回転継手４０からは導管４２が分枝されていて上記空気ジャケット３８へ空気を供給するように接続されており、導管４３を経てエジェクタ４１の基部に至っている。
【００２９】
かかる本実施形態装置にあって、原料は次のように加熱される。
▲１▼  加熱されるべき原料が原料供給管１２Ａから投入供給され、合流管１２の空間１２Ａ−１を経て、炉床１４に落下し安息角をもって堆積層Ｍを形成する。該堆積層の原料Ｍは加熱空間Ｆに面する堆積層面Ｍ１の部分で加熱ガスにより直接加熱されると共に、堆積層内部では、加熱空間Ｆから堆積層内に入り込んで合流管１２の空間１２Ｂ−１を経て排気管１２Ｂへ抜ける加熱ガスによっても加熱を受ける。すなわち、上記加熱ガスは、合流管１２内の空間１２Ｂ−１を通って排気管１２から排出され、その流通時に原料を効果的に加熱し、自らは降温される。
▲２▼  炉床１４の上方では、原料供給管１２の直下方に位置する上段のプッシャー１６Ａ及び下段のプッシャー１６Ｂがそれぞれ適宜時期に往復動しており、堆積層面Ｍ１の原料Ｍは上下方向で均等に落下孔１４Ａに向け押し出されて該落下孔１４Ａから落下し、二次加熱装置３０の竪型炉体３１内で再び堆積層Ｃを形成する。かくして、原料は、積極的に加熱されかつ落下孔１４Ａに向け押し出され新たな原料の加熱が次々と行われる。
▲３▼  炉床１４上の堆積層の原料Ｍは、上段のプッシャー１６Ａ及び下段のプッシャー１６Ｂの作用によって、炉床１４の回転に伴い周方向に移動しながら竪型炉体３１内へ落下する。したがって、堆積層面Ｍ１からの原料の落下量は上下方向のみならず周方向にも均一となる。これは、回転炉床１４上での堆積層面Ｍ１における原料Ｍの加熱は上下方向そして周方向で均一に行なわれることを意味する。なお、回転炉床１４はきわめてゆっくり回転する。
▲４▼  竪型炉体３１の内部空間には上記炉床１４から落下した、加熱された未熟成の原料が堆積層Ｃとして形成されるが、その際、ディフューザ３７の存在により当該堆積層にはディフューザ３７の内側に形成される下位表面とディフューザ３７の外側に形成される上位表面を有するようになる。
▲５▼  かかる炉体３１の下部において、エジェクタ駆動用空気は空気送管３９から回転継手４０を経て導管４２に入り、環状のエジェクタ冷却用空気ジャケット３８に流入して該ジャケット３８を冷却した後、導管４３を通ってエジェクタ４１のノズルから上方に高流速で噴出させられる。その際の高流速噴流とディフューザ３７の作用によって堆積層Ｃの下位表面上の空間の圧力が低くなり、これによって堆積層Ｃの上位表面上の高温加熱ガスが該上位表面を通って堆積層Ｃ中へ下方に貫流せしめられ、対流伝熱によって原料を加熱する。
▲６▼  堆積層Ｃ下位表面上の空間の圧力が低くなるので、排出部３４の任意の位置から送入される冷却用空気は上方へ吸引されて、上方へ貫流して二次加熱後の原料と熱交換をすることによりこれを冷却し、自らは高温に加熱されて堆積層Ｃの下位表面から流出した後、堆積層Ｃの中を下方に貫流して下位表面へ至る上記▲５▼で述べた加熱ガス及びエジェクタ駆動用空気と混合しつつ加熱空間Ｆの下部空間へ向け上昇し該加熱空間Ｆでの燃焼に寄与する。
▲７▼  二次加熱の終わった原料は堆積層Ｃの底部において冷却され、十分低温となって排出部３４が製品として排出される。その際の排出機構は任意である。
【００３０】
本発明によると、上段及び下段のプッシャー１６Ａ，１６Ｂによって、堆積層面の全域から加熱済原料を落下させることができる結果、従来装置よりも高温な加熱ガスで短時間加熱して、次々と原料を落下させ、加熱処理能力を向上させる。したがって、原料の落下を促進するように、炉床１４の上面を、落下孔１４Ａに臨む領域で、図１で二点鎖線で示すごとく、半径内方に向けて下方に傾斜させることもできる。
【００３１】
さらには、短時間で加熱できるように、加熱ガス供給管からの加熱温度を従来のものよりも高温としたり、あるいは加熱ガス供給管の数を増やすこともできる。あるいは、図３のごとく、プッシャー１６Ａ，１６Ｂを中空として、先端から微粉燃料、液体燃料そして燃焼用空気等の少なくとも一つを噴出する噴出孔１６Ａ−１，１６Ｂ−１を形成して、加熱空間での燃焼によって、加熱ガス供給管からの加熱ガスに加えて、さらなる高温化を図ることもできる。上記プッシャーからの噴出は、プッシャーが最前進位置にきたときに行なうと効果的である。
【００３２】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したように、プッシャーを複数段に設けたので、炉床の原料はその堆積層面の全域で該プッシャーにより落下させることができるようになり、その結果、従来に比し高い温度で原料を加熱して加熱時間を短縮でき、ひいては加熱処理能力を飛躍的に向上させることができる。
【００３３】
又、本実施形態では、加熱ガス供給手段として加熱ガス供給管を炉蓋に設けたが、本発明ではこれに限定されず、加熱空間の下方から供給、例えば本実施形態装置に下方で接続される二次加熱装置で発生する燃焼ガスを供給することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態装置についての縦断面図である。
【図２】図１装置の加熱ガス供給管の配置を示す平面図である。
【図３】図１における変形例としてのプッシャーの先端部を示す断面図である。
【図４】従来装置を示す縦断面図である。
【符号の説明】
１１    炉蓋
１２Ａ  原料供給管
１２Ｂ  排気管
１３    周壁
１４    炉床
１４Ａ  落下孔
１５    加熱ガス供給手段（加熱ガス供給管）
１６    プッシャー
１６Ａ  プッシャー
１６Ｂ  プッシャー
Ｍ      原料
【図１】
2004340553.tif 000003
【図２】
2004340553.tif 000004
【図３】
2004340553.tif 000005
【図４】
2004340553.tif 000006