JP4115689B2 - ロータリキルン及びその製造方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、産業廃棄物焼却炉等に使用されるロータリキルン及びその製造方法に関し、より詳細には、ロータリキルンの内張り耐火構造に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般に、ロータリキルンは産業廃棄物焼却炉等に広く使用されている。従来のロータリキルンは例えば、円筒状の鉄皮シェルの内壁に、マグネシア−クロム質やマグネシア−スピネル質の焼成耐火レンガ等の内張り耐火物(炉材)を多数貼り付けて構成されている。例えば、特開平10−220965号公報や特公平7−65852には、耐火レンガを用いたロータリキルンが開示されている。
【0003】
また、特許第3120035号公報には、焼成耐火レンガに代えて不定形耐火物を用いたロータリキルンが開示されている。この構成は、鉄皮シェルの内壁の円周を複数に分割し、ロータリキルンを回転させ、施行部位が真下にくるようにしてキャスタブルを数回流し込むことで形成される。
【0004】
更に、特開平11−325743号公報には、鉄皮シェルの内壁にキャスタブル耐火物の層を形成し、その受けに成型耐火物ユニットの層を設けてキャスタブル耐火物の層を被覆保護する構成が開示されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来のロータリキルンは、その長手方向(軸方向)における燃焼状態を格別考慮して構成されていない。例えば、産業廃棄物焼却炉に用いられるロータリキルンでは、その長手方向にわたり一様な燃焼が行われているのではなく、ロータリキルンの部位によって燃焼状態が異なる。
【0006】
一例として、産業廃棄物に含まれるプラスチック配合剤は、微量の塩素を含む。このような産業廃棄物を焼却すると、高温(例えば1200℃程度)の塩素系ガス(酸性ガス)が発生し、このガスがロータリキルン内の内張り耐火物を損傷させる。損傷とは例えば、内張り耐火物の侵食である。また、内張り耐火物の損傷により、場合によっては鉄皮シェルが変形してしまうこともある。
【0007】
この損傷や変形が発生する部位はロータリキルンの長手方向に一様ではなく、部分的である。しかも、このような不具合は、ロータリキルンの直径が大きいほど顕著に現れる。更に、ロータリリングの外周に設けれたリング状のタイヤに対応する位置であって、特に高温となる領域にある内張り耐火物や鉄皮シェルも損傷や変形を受け易い。
【0008】
このように、従来のロータリキルンは、その長手方向における燃焼状態を格別考慮して構成されていないので、焼却により損傷を受けやすい部分があり、従って信頼性が低く寿命が短いという問題点があった。
【0009】
従って、本発明は上記従来技術の問題点を解決し、信頼性が高く寿命が長いロータリキルン及びこのロータリキルンを簡易な施工で製造することができるロータリキルンの製造方法を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は、鉄皮シェルの長手方向の所定の位置に、鉄皮シェルの円周方向にわたり離間して設けられた複数の仕切り鉄板と、該仕切り鉄板間に配置された複数のプレモールドキャスタブルブロックとを配置したことを特徴とするロータリキルンである。
【0011】
鉄皮シェルの長手方向の所定の位置、例えば塩素系のガスによる損傷を受け易い位置に、円周方向にわたり離間して設けられた複数の仕切り鉄板間に、安価で施工が容易なプレモールドキャスタブルブロックを複数個配置した構成としたため、信頼性が高く寿命が長いロータリキルンを提供することができる。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【0013】
図1は、本発明の一実施の形態によるロータリキルンの模式的な側面図、図2は図1のII−II線断面図である。
【0014】
ロータリキルン10は、円筒状の鉄皮シェル22を有する。鉄皮シェル22はロータリキルン10の略中央部において、ロータリキルン10の長手方向に沿って、その直径が連続的に変化する領域を有する。この領域を挟んで左右に、直径が一定の領域を有する。図の左側の領域における鉄皮シェル22の直径は、右側の領域における鉄皮22の直径よりも大きい。左側の領域はロータリキルン10の入力側、つまり廃棄物が供給される側である。また、右側の領域はロータリキルン10の出力側、つまり焼却された廃棄物が排出される側である。
【0015】
図示を省略してあるが、ロータリキルン10の外周には複数のタイヤが設けられている。このタイヤを図示を省略するローラで回転駆動することで、ロータリキルン10は回転する。
【0016】
ロータリキルン10は、2つのシェル強化ゾーン18を有する。これらのシェル強化ゾーン18は、鉄皮シェル22の長手方向の所定の位置に規定されている。この所定の位置とは、塩素系ガスがロータリキルン内の内張り耐火物を損傷させ、場合によっては鉄皮シェル22を変形させてしまう領域に相当する。図示する例では、ロータリキルン10の入力側寄りに2つのシェル強化ゾーン18が設けられているが、本発明はこれらの位置や数に限定されるものではない。つまり、廃棄物等の焼却により内張り耐火物や鉄皮が損傷や変形を受け易い部位に、適宜設けることができる。このような部位は、ロータリキルン毎に異なり、またその用途によっても異なる。なお、シェル強化ゾーン18の詳細は後述する。
【0017】
シェル強化ゾーン18以外の領域は、既設レンガゾーン12、14及び16である。既設レンガゾーン12、14及び16は、従来の施工方法で施工された従来の内張り耐火物38を鉄皮シェル22の内壁に設けた構成である。例えば、既設レンガゾーン12、14及び16は、焼成耐火レンガを鉄皮シェル22の内壁に設けた構成である。
【0018】
図2に示すように、鉄皮シェル22の内壁には6個の仕切り鉄板24、26、28、30、32及び34がほぼ等間隔に配置されている。これらの仕切り鉄板24、26、28、30、32及び34は、鉄皮シェル22に溶接されている。例えば、鉄皮シェル22の円周方向に直行する仕切り鉄板の側部縁端を鉄皮シェル22に溶接する。各仕切り鉄板24、26、28、30、32及び34は、ロータリキルン10の中心に向かって、鉄皮シェル22の内壁から立設している。
【0019】
図3は、仕切り鉄板30が位置するシェル補強ゾーン18付近の詳細を示す図であって、図3(A)はロータリキルン10の内周を平面に展開した図、図3(B)は図3(A)のIIIB−IIIB線断面図である。
【0020】
図3の横方向がロータリキルン10の長手方向、縦方向がロータリキルンの円周方向である。シェル強化ゾーン18内には、長手方向に4枚の仕切り鉄板30a、30b、30c及び30dが所定の間隔で一列に配置されている。図2に示す仕切り鉄板30は、図3に示す仕切り鉄板30a〜30dのうちの一枚、例えば30cに相当する。仕切り鉄板30a〜30dの各々の上下円周方向Aには、複数のプレモールドキャスタブルブロック36が一列に配置されている。つまり、シェル強化ゾーン18には、4列のプレモールドキャスタブルブロック36が形成されている。
【0021】
図4に示すように、プレモールドキャスタブルブロック36は、ロータリキルン10の円周方向に隣接する仕切り鉄板間(図4の例では、仕切り鉄板28と30の間)を埋めるように配置されている。
【0022】
図5は仕切り鉄板30(図3に示す仕切り鉄板30a〜30dの一つ)とプレモールドキャスタブルブロック36とを示す斜視図である。また、図6はプレモールドキャスタブルブロック36の構成例を示す図であり、図7は仕切り鉄板24、26、28、30及び32並びに30a〜30dの一構成例を示す図である。
【0023】
図6は3種類のプレモールドキャスタブルブロック36を示している。図6(A)はプレモールドキャスタブルブロック36の正面図であって、3種類のプレモールドキャスタブルブロック36に共通である。図6(B)〜(D)はそれぞれ、3種類のプレモールドキャスタブルブロック36の側面図である。図6(A)に示すように、プレモールドキャスタブルブロック36の正面は矩形であり、図示する例では幅W1は高さH1よりも大きい(W1>H1)。W1とH1は等しくても良く、またW1<H1であっても良い。一例として、W1=230mm、H1=200mmである。
【0024】
図6(B)〜(D)に示すように、3種類のプレモールドキャスタブルブロック36とも、側面は台形状である。この台形状のプレモールドキャスタブルブロック36の下辺は、鉄皮シェル22の内壁に接する側である。図6(B)では、下辺の厚みT1は上辺の厚みT2よりも大きい(T1>T2)。これは、円筒状の鉄皮シェル22の内壁にプレモールドキャスタブルブロック36を配置することを考慮したためである。
【0025】
同様に、図6(C)ではT3>T4、図6(D)ではT5>T6である。そして、3種類のプレモールドキャスタブルブロック36の下辺の長さは相互に異なり(T1≠T3≠T5)、同様に上辺の長さは相互に異なる(T2≠T4≠T6)。一例として、T1=110mm、T2=100.6mm、T3=125mm、T4=114mm、T5=100mm、T6=91mmである。
【0026】
このように、サイズの異なる複数のプレモールドキャスタブルブロック36を用いる理由は、隣接する仕切り鉄板間にプレモールドキャスタブルブロック36を、可能な限り隙間なく配置できるようにするためである。好ましくは、厚みのあるプレモールドキャスタブルブロック36(図6の(C))を主として用い、(B)や(D)のプレモールドキャスタブルブロック36を調整用として用いる。しかしながら、どの種類のプレモールドキャスタブルブロック36をどの程度、どこに配置するかは任意である。
【0027】
また、図4に示すように、隣り合うプレモールドキャスタブルブロック36間に、別の締め付け鉄板40を少なくとも1枚挿入して、仕切り鉄板間(図4の例では、仕切り鉄板28と30の間)にプレモールドキャスタブルブロック36を締め付ける。図4の例では、2枚の締め付け鉄板40が図示するように挿入されている。これにより、ロータリキルン10の稼動時にプレモールドキャスタブルブロック36の脱落をより確実に防止することができる。プレモールドキャスタブルブロック36の取り付けには、スタッドピン等を必要としないので、施工が簡単である。
【0028】
図5に示すように、仕切り鉄板30は溶接により鉄皮シェル22の内壁に取り付け・固定される。図5の参照番号44で示す部分が溶接部である。溶接部44は、仕切り鉄板の2つの主面に形成されている。2つの主面は、プレモールドキャスタブルブロック36と接する面である。溶接部44は、各主面の下部縁端に形成されている。溶接部44は肉盛り状になっているため、主面に接する2つのプレモールドキャスタブルブロック36の対応する部分46を加工して、溶接部44と嵌合するようにすることが好ましい。
【0029】
プレモールドキャスタブルブロック36は、キャスタブルを練り上げた後にブロック状の型に流し込み、乾燥させることで形成される。耐火レンガのように、焼成工程を必要としないので、施工し易い。また、耐火レンガよりも安価である。キャスタブルは例えばアルミナを主成分とするもので、塩素系ガスなどの酸性ガスに対する耐性が良好である。
【0030】
図7に示すように、仕切り鉄板30は幅W2、高さH2を有する。溶接される下部は、図示するようにテーパー状に加工されている。つまり、仕切り鉄板の下辺の厚みは上辺の厚みよりも小さい。仕切り鉄板の幅W2及び高さH2はそれぞれ、プレモールドキャスタブルブロック36の幅W1及び高さH2よりも小さい。例えば、H1−H2=10mm、W1−W2=20mmである。勿論、H1とH2の差及びW1とW2の差は、上記数値に限定されない。また、H2≧H1であっても良く、W2≧W1であっても良い。
【0031】
なお、図1や図3に示す既設レンガゾーン12、14及び16は、焼成耐火レンガを鉄皮シェル22の内壁に設けた構成である。
【0032】
このように、上記実施の形態によれば、鉄皮シェルの長手方向の所定の位置18、20、例えば塩素系のガスによる損傷を受け易い位置に、円周方向にわたり離間して設けられた複数の仕切り鉄板24、26、28、30、32、34の間に、複数のプレモールドキャスタブルブロック36を配置した構成としたため、信頼性が高く寿命が長いロータリキルンを簡単な施工で安価に提供することができる。
【0033】
次に、ロータリキルン10の製造方法について、2通り説明する。
【0034】
まず、第1の製造方法について説明する。この方法は、複数の仕切り鉄板をすべて溶接した後に、プレモールドキャスタブルブロック36を円周方向に積んで行くものである。
【0035】
まず、シェル強化ゾーン18の各列毎設けられる複数の仕切り鉄板24、26、28、30、32及び34を、円周方向の所定位置で、鉄皮シェル22の内壁に溶接する。この溶接処理を各列に対して行う。
【0036】
次に、ある仕切り鉄板を起点として、プレモールドキャスタブルブロック36を円周一方向に1つ1つ積んでいく。例えば、図5に示す仕切り鉄板30を起点として、隣接する仕切り鉄板28に向けて反時計回り方向に、プレモールドキャスタブルブロック36を1つずつ積んで行く。この際、間隙なくプレモールドキャスタブルブロック36が配列するように、使用するサイズを選択する。そして、少なくとも1枚の締め付け鉄板40を隣接するプレモールドキャスタブルブロック36間に打ち込んで、プレモールドキャスタブルブロック36を仕切り鉄板30間で締め付ける。
【0037】
このようにして、2つの仕切り鉄板30と28との間の一区画の処理が終わると、仕切り鉄板30を起点として反対方向、つまり時計回りにプレモールドキャスタブルブロック36を積んで行く。
【0038】
以下同様にして、円周方向にわたりプレモールドキャスタブルブロック36を積んで行く。この際、作業のし易さを考慮して、ロータリキルン10を適当に回転させることが好ましい。一列を完成させたら、次の列のブロック積みを行う。上記のように列毎の処理ではなく、複数列をまとめて同時に処理することでも良い。
【0039】
次に、第2の製造方法について説明する。この方法は、ブロック積みと仕切り鉄板の溶接を同時に行うものである。
【0040】
まず、1つの仕切り鉄板、例えば図3の仕切り鉄板30aを鉄皮シェル22の内壁に溶接する。次に、仕切り鉄板30aを起点として、円周両方向にプレモールドキャスタブルブロック36を積んで行く。仕切り鉄板30aに隣接する2つの仕切り鉄板(図2で言えば、仕切り鉄板28と34)を溶接する位置まで、プレモールドキャスタブルブロック36を積み上げる。そして、仕切り鉄板28と34を仮止めする。仮止めとは、仕切り鉄板28と34のそれぞれの上部縁端(未だ、プレモールドキャスタブルブロック36が積まれていない側)のみを溶接することである。
【0041】
そして、一旦プレモールドキャスタブルブロック36を2〜3枚取り除き、仕切り鉄板28と34の下部を溶接する。溶接後、一旦取り除いたプレモールドキャスタブルブロック36を再び配置する。最後に、締め付け鉄板40を適当に打ち込んで、プレモールドキャスタブルブロック36を締め付ける。
【0042】
このようにして、2区画分を処理した後、ロータリキルン10を所定角度だけ回転させて、次の2区画を同様に処理する。1列の処理が終わると、次の列の処理を同様に行う。
【0043】
以上、本発明のロータリキルン及びその製造方法の実施の形態について説明した。本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、他の様々な実施の形態を含むものである。
【0044】
例えば、仕切り鉄板24、26、28、30、32及び34は等間隔、つまりロータリキルン10の中心に対して等間隔である必要はない。例えば、プレモールドキャスタブルブロック36や鉄皮シェル22に対する悪影響が大きい部位では、仕切り鉄板の配置する間隔を狭めて耐性を向上させることとしても良い。
【0045】
また、1周当たりの分割数は6に限定されるものではなく、任意の分割数を選択することができる。
【0046】
更に、図3に示すように、1つのシェル強化ゾーン18において、ロータリキルン10の長手方向に複数個の仕切り鉄板30a〜30dを離間して配置する構成としたが、各列に共通の1枚の仕切り鉄板や、一部の列に共通の仕切り鉄板を用いることとしても良い。
【0047】
また、仕切り鉄板の上部が露出しないように、プレモールドキャスタブルブロックで覆うようにしても良い。
【0048】
更に、シェル強化ゾーン18、20は、塩素系ガスがロータリキルン内の内張り耐火物を損傷させ、場合によっては鉄皮シェル22を変形させてしまう領域の他に、タイヤが設けられている部分に対応する領域に設けても良い。
【0049】
更には、既設のロータリキルンに対し、シェル強化ゾーンを新たに設けることとしても良い。この形態においては、既設の耐火レンガなどを取り外し、新たに本発明の構成を適用する。この場合、鉄皮シェル22は既に変形している場合があるので、異なるサイズのプレモールドキャスタブルブロックや締め付け鉄板を効果的に用いる。また、仕切り鉄板の数や位置を、変形の度合いに応じて適切に選択する。例えば、変形の度合いが大きい部位には、仕切り鉄板を比較的多く配置する。
【0050】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、信頼性が高く寿命が長いロータリキルン及びこのロータリキルンを簡易な施工で安価に製造することができるロータリキルンの製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態によるロータリキルンの模式的な側面図である。
【図2】図1に示すII−II線に沿った縦断面図である。
【図3】図1に示すシェル補強ゾーン18付近の詳細を示す図であって、(A)はロータリキルン10の内周を平面に展開した図、(B)は(A)のIIIB−IIIB線断面図である。
【図4】隣接する仕切り鉄板間に配置されたプレモールドキャスタブルブロックを示す断面図である。
【図5】仕切り鉄板とプレモールドキャスタブルブロックとの配置関係を説明するための斜視図である。
【図6】プレモールドキャスタブルブロックの一構成例を示す図である。
【図7】仕切り鉄板の一構成例を示すブロック図である。
【符号の説明】
10 ロータリキルン
12、14、16 既設レンガゾーン
18、20 シェル強化ゾーン
22 鉄皮シェル
24、26、28、30、32、34 仕切り鉄板
36 プレモールドキャスタブルブロック
38 焼成耐火レンガ
40 締め付け鉄板
44 溶接部
46 加工部
Claims (4)
- 鉄皮シェルの長手方向の他の部分に比べ塩素系のガスによる損傷を受け易い部分に、鉄皮シェルの円周方向にわたり離間して設けられた複数の仕切り鉄板と、アルミナを主成分とし、該仕切り鉄板間に異なるサイズの複数のプレモールドキャスタブルブロックとを配置し、前記他の部分に、前記鉄皮シェルの内壁に耐火物を配置したことを特徴とするロータリキルン。
- 隣接するプレモールドキャスタブルブロックの間に挿入された締め付け鉄板を更に有することを特徴とする請求項1記載のロータリキルン。
- 前記複数の仕切り鉄板は前記鉄皮シェルに溶接されていることを特徴とする請求項1又は2記載のロータリキルン。
- 前記所定の位置に、前記複数のプレモールドキャスタブルブロックを複数列配置したことを特徴とする請求項1ないし3のいずれか一項記載のロータリキルン。
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