(57)【要約】【課題】炉蓋における接続部の支持強度を向上させ、レンガの部分破損を阻止できる竪型焼成炉を提供することを課題とする。【解決手段】落下孔２が形成された環板状をなす非回転の炉床１と、炉床１の外周縁で上方向に立ち上がる円筒状の外筒壁部３と、外筒壁部の上端側を塞ぐ炉蓋４とを有し、炉蓋４が、外筒壁部の上端周縁に接続されていて外筒部より半径方向内方で炉床の上方に位置する環板状部と、環板状部の内周縁から垂下する内筒壁部５と、内筒壁部５の下端周縁と接続部７を介して接続され内筒壁部よりも半径方向内方で落下孔の上方に位置する天板部６とを有していて、周方向の複数位置で、接続部７が該接続部７の下方に位置する炉床の部分と支柱部１２により連結され、該支柱部１２は半径方向で上記接続部７の範囲に形成されていて、接続部７が支柱部１２により支持されており、周方向で隣接する支柱部１２同士間にプッシャ１３が位置している。【選択図】図１
2013148258.tif 000002
【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をなす非回転の炉床と、該炉床の外周縁から上方向に立ち上がる円筒状の外筒壁部と、該外筒壁部の上端側を塞ぐ炉蓋とを有し、上記炉蓋が、外筒壁部の上端周縁に接続されていて外筒部より半径方向内方で炉床の上方に位置する環板状部と、該環板状部の内周縁から垂下し上記外筒壁部と同心をなす内筒壁部と、該内筒壁部の下端周縁と接続部を介して接続され内筒壁部よりも半径方向内方で落下孔の上方に位置する円板状の天板部とを有していて、上記炉床、外筒壁部そして炉蓋の内筒壁部及び天板部とで加熱空間を形成しており、該炉蓋は、加熱処理されるべき原料を炉床上に落下供給する供給管が環状板部に接続され、炉床上の原料の堆積層を落下孔に向け押し出すように半径方向に延び周方向に往復動するロッド状のプッシャを有していると共に、加熱ガス供給装置と燃料供給装置の少なくとも一方が天板部に設けられており、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竪型焼成炉において、
周方向の複数位置で、接続部が該接続部の下方に位置する炉床の部分と支柱部により連結され、該支柱部は半径方向で上記接続部の範囲に形成されていて、該接続部が支柱部により支持されており、周方向で隣接する支柱部同士間にプッシャが位置していることを特徴とする竪型焼成炉。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、竪型焼成炉に関する。
【背景技術】
【０００２】
処理能力の大きい竪型焼成炉は、非回転型とされていることが多く、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をなす非回転の炉床と、該炉床の外周縁から立ち上がり円筒状に形成された外筒壁部と、該外筒壁部の上端側を塞ぐ炉蓋とを有している。
【０００３】
かかる竪型焼成炉では、上記炉蓋が、外筒壁部の上端周縁に接続されていて外筒よりも半径方向内方で炉床の上方に位置する環板状部と、該環板状部の内周縁から垂下し上記外筒壁部と同心をなす内筒壁部と、該内筒壁部の下端周縁と接続部を介して接続され内筒壁部よりも半径方向内方で落下孔の上方に位置する円板状の天板部とを有していて、上記炉床、外筒壁部そして炉蓋の内筒壁部及び天板部とで加熱空間を形成しており、該炉蓋は、加熱処理されるべき原料を炉床上に落下供給する供給管が環状板部に接続され、炉床上の原料の堆積層を落下孔に向け押し出すように半径方向に延び周方向に往復動するロッド状のプッシャを有していると共に、加熱ガス供給装置と燃料供給装置の少なくとも一方が天板部に設けられている。
【０００４】
このように形成される竪型焼成炉では、上記炉床上へ供給管から供給された原料が加熱空間における加熱ガスにより加熱される。したがって、炉蓋の上記接続部は高温にさらされるので、耐火レンガで形成されている。
【０００５】
このような竪型焼成炉は、特許文献１で知られている。かかる竪型焼成炉では、通常高温にさらされる上記接続部に冷却のための金属製のジャケットを備えている。該ジャケットからは、下方に向け幅を広げる楔状部が形成された吊下金属板が垂下していて、二つの吊下金属板の上記楔状部で加熱空間に面する接続部の耐火レンガを吊下支持している。該吊下金属板は、ジャケットに接する上端面で該ジャケットにより冷却される。耐火レンガは、その上部で上記楔状部により支持されていて、その下方に大きく延びる部分は該楔状部によっては支持されておらず、上記上部でのみ吊下されている形態をなしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−０６８８２１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
接続部に用いられる耐火レンガは、炉の周方向では多数配されているが、上下方向では、通常一つのレンガとして形成されており、加熱空間からの熱をこの一つの耐火レンガで直接受けてこれに耐えるためには、該耐火レンガは上下方向での寸法、すわわち厚みは十分に大きくなくてはならない。一般に、レンガは、比重が大きく、したがって、上記耐火レンガは重量と熱容量が大きくなる。その結果、楔状部で支持される耐火レンガの被支持部分には、耐火レンガの全重量（自重）が引張力として作用するので、応力は大きい。このような自重による引張応力が、熱応力に加え、耐火性は高いが脆性も大きい上記耐火レンガに生ずると、圧縮応力には強いが引張応力には弱い耐火レンガはこれらの応力により、最も応力の大きい上記被支持部分に亀裂が生じやすい。亀裂は、耐火レンガの部分的破損そして脱落につながり、炉自体の耐火性に問題を生ずる。
【０００８】
本発明は、かかる事情に鑑み、耐火レンガに引張応力が極力作用しないレンガ支持構造を有する竪型焼成炉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】
【０００９】
本発明に係る竪型焼成炉は、鉛直な軸線に対し半径方向に拡がる面を形成し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をなす非回転の炉床と、該炉床の外周縁から上方向に立ち上がる円筒状の外筒壁部と、該外筒壁部の上端側を塞ぐ炉蓋とを有し、上記炉蓋が、外筒壁部の上端周縁に接続されていて外筒部より半径方向内方で炉床の上方に位置する環板状部と、該環板状部の内周縁から垂下し上記外筒壁部と同心をなす内筒壁部と、該内筒壁部の下端周縁と接続部を介して接続され内筒壁部よりも半径方向内方で落下孔の上方に位置する円板状の天板部とを有していて、上記炉床、外筒壁部そして炉蓋の内筒壁部及び天板部とで加熱空間を形成しており、該炉蓋は、加熱処理されるべき原料を炉床上に落下供給する供給管が環状板部に接続され、炉床上の原料の堆積層を落下孔に向け押し出すように半径方向に延び周方向に往復動するロッド状のプッシャを有していると共に、加熱ガス供給装置と燃料供給装置の少なくとも一方が天板部に設けられており、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。
【００１０】
竪型焼成炉において、本発明では、周方向の複数位置で、接続部が該接続部の下方に位置する炉床の部分と支柱部により連結され、該支柱部は半径方向で上記接続部の範囲に形成されていて、該接続部が支柱部により支持されており、周方向で隣接する支柱部同士間にプッシャが位置していることを特徴としている。
【００１１】
このような構成の本発明によると、接続部は、非回転の炉床に立設される支柱部により支持されることとなり、接続部も支柱部も圧縮応力を受けるようになる。接続部そして支柱部は、耐火レンガで作られるので、圧縮応力には極めて強く、上記接続部の重量によるレンガの亀裂や部分的破損さらには脱落といった事態が回避される。また、支柱部は、半径方向では、接続部の範囲に形成されているので、半径方向でそれより内方そして外方は原料の堆積のための空間として寄与しており、炉床上の原料の収容量すなわち処理能力は、支柱部の存在によっては、さほど低下しないし、上記空間を通じて周方向での原料の堆積の均一化が図れる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明は、以上のように、炉蓋の接続部を、周方向の複数位置で、炉床から立ち上がる支柱部により支持することとしたので、接続部そして支柱部での耐火レンガが受ける応力は圧縮応力となり、圧縮応力に強い耐火レンガにより十分に耐えることができ、接続部でのレンガの部分的破損や脱落といった事態が確実に回避される。さらに、周方向で隣接する支柱部同士間にプッシャを配しているので、非回転の炉床上でプッシャにより押し出され原料の堆積層は、支柱部の側面に沿って案内され、円滑に落下孔に向って移動できる。
また、支柱部は、半径方向で接続部の範囲に形成されているので、炉床上での原料の収容量すなわち処理能力は、さほど低下しないし、周方向での原料の堆積の均一化が図れる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態としてのレンガ支持構造を有する竪型焼成炉の要部を示す軸線含む面での縦断面図である。
【図２】図１でのII−II線断面図である。
【図３】図２におけるIII−III線断面を展開状態で示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、添付図面にもとづき、本発明の一実施形態を説明する。
【００１５】
図１は、本実施形態の竪型焼成炉の軸線を含む面での主要部についての縦断面図である。
【００１６】
図１において、符号１で示される炉床は、鉛直な炉の軸線Ｘを中心とした落下孔２が形成された環板状をなしている。該炉床１は、軸線Ｘに対し半径方向に拡がる炉床面１Ａを有している。本実施形態では炉床１は軸線Ｘまわりに回転しない、いわゆる非回転炉床である。この炉床１の下方は、上記落下孔２の内周縁から筒状をなして垂下する焼成筒部（図示せず）と、さらに下方に延びる冷却筒部（図示せず）を有していて、上記炉床１上の原料Ｐが上記落下孔２から落下して上記焼成筒部で自己保有熱により焼成後、降下して上記冷却筒部で冷却されて、炉外に取り出されるようになっているが、これらの構成は、本発明の主眼とするところではないので、これ以上の説明は省略する。
【００１７】
非回転の上記炉床１の上方には、該炉床１の外周縁の位置で上方に延びる外筒壁部３が該炉床１と一体的に設けられている。
【００１８】
上記外筒壁部３の上端縁には、炉蓋４がその外周縁で接続されている。すなわち、炉蓋４は外筒壁部３に対して一体的に連続接続され上記外筒壁部３に対しその半径方向内方に位置している。  
【００１９】
上記炉蓋４は、上記外筒壁部３の上端縁に接続され半径方向内方に向け延び炉床１と平
行な面をなす環板状部（図示せず）と、該環板状部の内周縁から垂下する内筒壁部５と、半径方向で該内筒壁部５内に位置し、上方に向け凸弯曲する円板状の天板部６と、該天板部６の外周縁と上記内筒壁部５の下端縁とを接続する環状の接続部７とを有している。上記内筒壁部５は、半径方向で環板状の炉床１の範囲内に位置している。上記炉蓋４は、その外面側（図では上面側）に鋼板製の補強体８により覆われて補強されている。該補強体８は、上記内筒壁部５の下部と天板部６の外周端との間に形成されている環状空間に位置する環状ジャケット９を有している。該環状ジャケット９は、その閉じられた環状空間に冷却媒体としての冷却水が導かれ、該環状ジャケット９が接面する内筒壁部５そして天板部６さらに接続部７のそれぞれの対応部分を冷却する。なお、冷却媒体は空気等の冷却用ガスであってもよい。
【００２０】
上記炉床１の上方に位置する炉蓋４の環状板部（図示せず）には、周方向の複数位置に
原料の供給管（図示せず）と排気管（図示せず）が接続されていて、該供給管を経て外部から原料Ｐが炉床１上に落下供給され、落下して炉床１上で堆積層をなす原料Ｐの粒間を透過する排ガスが上記排気管から炉外へ排出されるようになっている。一方、炉蓋４の天板部６には、上記軸線Ｘの位置で天板部６を貫通して、燃料供給管１０と燃焼用空気供給管１１とが配置されている。この燃料供給管１０から炉内に供給される燃料は、主として液体あるいはガス燃料であるが、これに代えあるいは併せて固体（粉体）燃料を用いてもよい。併せて固体燃料を用いる場合は、液体あるいはガス燃料のための供給管とは別途設けられた供給管から固体燃料が供給されることが好ましい。
【００２１】
上記内筒壁部５と天板部６は耐火レンガで作られており、天板部６にあっては、該耐火レンガの保持を強固にするために、該耐火レンガと鋼板製の補強体８との間にはモルタル層６Ａが設けられている。
【００２２】
上記内筒壁部５の下端縁と天板部６の外周縁を接続する接続部７は耐火レンガで作られていて、周方向の複数位置で上記環状ジャケット９の底板部９Ａから垂下する金属部材（図示せず）により支持されている。なお、上記接続部７は、該接続部７の形成後に、後述の支柱部によって下方から支持されるので、支柱部形成までの間にレンガの脱落落下が生じないだけの強度を有していれば、上記金属部材は、特には必要としない。上記接続部７は、炉の半径方向、周方向そして上下方向で適宜分割形成されている多数の耐火レンガをモルタルで結合して形成される。その際、各耐火レンガは、互いに接面する斜面部を有していて、その楔効果で耐火レンガ同士が支持し合う形状となっていることが好ましい。
【００２３】
上記接続部７は、図１ないし図３に見られるように、炉の周方向の複数位置で、該接続部７の下方に位置する炉床１の部分から立設された支柱部１２により支持されている。該支柱部１２は、複数の耐火レンガを積載して形成されており、各耐火レンガはモルタルにより結合されている。この支柱部１２は、上記接続部７そして炉床１の形成後に形成される。支柱部１２を形成する耐火レンガは、先ず炉床面１Ａに最下位置の耐火レンガを配し、その上に順次上層の耐火レンガを積載する。最後となる最上位置の耐火レンガは、炉の半径方向内方あるいは外方から押し込まれて、上下に隣接する耐火レンガを上方そして下方に圧するようにして、支柱部１２の形成が完了する。この時点で、接続部７と支柱部１２の耐火レンガの間では圧縮応力が作用しており、かくして、接続部７は支柱部１２により支持される。
【００２４】
上記炉床１の上方には、周方向で隣接する支柱部１２同士間で、半径方向に延びるロッド状のプッシャ１３が配設されている。該プッシャ１３は、図２そして図３に見られるように、本実施形態の場合、三本のプッシャ部材１３Ａを一組として有していて、炉の外筒壁部３を貫通していて、炉外に配された軸受部（図示せず）によって、炉の半径方向に往復動可能に支持されている。上記三本のプッシャ部材１３Ａは、炉外の端部で支持ブロック１３Ｂにより結合支持されていて、該支持ブロック１３Ｂから半径方向に延出するロッド１３Ｃがシリンダ装置（図示せず）等により、上記半径方向に往復駆動されるようになっている。このようなプッシャ１３が周方向の複数位置に存在するが、図２に見られるように、隣接するプッシャ１３の一方が半径内方に前進移動するときには、他方が半径外方に後退移動するようになっている。勿論、すべてのプッシャ１３がタイミングを同じくして同じ方向に移動するようにしてもよい。上記プッシャ１３は、図１に見られるように、半径方向内方の端部が若干下方に位置するように傾斜して設けられている。
【００２５】
このような構成の本実施形態の竪型焼成炉の作動は、次のごとくである。
【００２６】
（１）原料Ｐが原料供給管から炉床１上に落下供給され、原料の堆積層を形成する。この原料の堆積層は、図１のごとく、その堆積層上面が外筒壁部３と内筒壁部５の間の環状空間に形成され、その下層部分は、内筒壁部５よりも半径方向内方域で、その上面が安息角をもつようにして炉床１の落下孔２の周縁にまで及ぶ。
【００２７】
（２）次に、燃料供給管１０から燃料が、そして燃焼用空気供給管１１から燃焼用空気が炉内に吹き込まれて燃料が燃焼し、炉蓋４の下方に形成されている加熱空間Ｆで生成される火炎による熱で、炉床１上で炉内に面する原料堆積層の表面層を加熱する。
【００２８】
（３）加熱された上記表面層の原料は、炉の周方向で隣接して位置する支柱部１２同士間の域で、プッシャ１３により落下孔２の方へ押し出されて上記支柱部１２の側面で案内されつつ落下孔２へ落下し、下方の焼成筒部に堆積されて、自己保有熱で焼成されつつ降下し、炉外から供給されて冷却筒部内を上昇する冷却空気により該冷却筒部で冷却された後に炉外へ取り出される。
【００２９】
（４）焼成原料を冷却しつつ上昇し自ら昇温する空気は加熱空間Ｆで燃料の燃焼に寄与した後、炉床１上の原料堆積層の原料粒子間に進入し、堆積層内部の原料を加熱しながら排ガスとして炉蓋４の環状板部に設けられた排気管から炉外へ排出される。
【００３０】
本実施形態では、上記支柱部１２は圧縮応力のもとに接続部７を支持していて、その支持強度が十分なものとなるのに加え、プッシャ１３により押し出される原料からの摩擦力を受けても、上下方向での上記圧縮応力を生じているので、レンガ同士がずれて脱落することもない。かくして、支柱部１２の支持強度が確保されるので、接続部７においても支柱部１２においても、亀裂が生じたり部分的破損落下という不具合はなくなる。さらには、支柱部１２は、炉の半径方向で、接続部７の範囲に存在しているので、支柱部１２に対して半径方向内方そして半径方向外方で炉床１上に原料の収容空間を確保することとなり、支柱部１２を設けることにより原料の堆積収容量すなわち処理能力は、さほど低下しない。また、支柱部を設けることによっても、半径方向で支柱部よりも内方そして外方で原料の移動が可能であり、周方向での原料の均一堆積分布が確保される。
【符号の説明】
【００３１】
１  炉床
２  落下孔
４  炉蓋
５  内筒壁部
６  天板部
７  接続部
１２  支柱部
１３  プッシャ
Ｆ  加熱空間
Ｐ  原料
Ｘ  軸線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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