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WO2016136485A1 - 石膏焼成装置及び石膏焼成方法 - Google Patents

石膏焼成装置及び石膏焼成方法 Download PDF

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WO2016136485A1
WO2016136485A1 PCT/JP2016/054065 JP2016054065W WO2016136485A1 WO 2016136485 A1 WO2016136485 A1 WO 2016136485A1 JP 2016054065 W JP2016054065 W JP 2016054065W WO 2016136485 A1 WO2016136485 A1 WO 2016136485A1
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WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
gypsum
furnace
firing
raw
circumferential direction
Prior art date
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Ceased
Application number
PCT/JP2016/054065
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English (en)
French (fr)
Inventor
克己 新見
和美 遠藤
彪 竹中
幸治 二藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yoshino Gypsum Co Ltd
Original Assignee
Yoshino Gypsum Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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Priority claimed from JP2015035904A external-priority patent/JP6467245B2/ja
Priority to CA2977741A priority Critical patent/CA2977741C/en
Priority to AU2016225385A priority patent/AU2016225385B2/en
Priority to KR1020177021956A priority patent/KR20170119681A/ko
Priority to MX2017010868A priority patent/MX2017010868A/es
Priority to PL16755232.2T priority patent/PL3263536T3/pl
Priority to ES16755232T priority patent/ES2983041T3/es
Application filed by Yoshino Gypsum Co Ltd filed Critical Yoshino Gypsum Co Ltd
Priority to EP16755232.2A priority patent/EP3263536B1/en
Priority to RU2017133122A priority patent/RU2695722C2/ru
Priority to US15/553,073 priority patent/US10350564B2/en
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    • C01F—COMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
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    • C04B11/00—Calcium sulfate cements
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    • F26B3/06—Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat by convection, i.e. heat being conveyed from a heat source to the materials or objects to be dried by a gas or vapour, e.g. air the gas or vapour flowing through the materials or objects to be dried
    • F26B3/08—Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat by convection, i.e. heat being conveyed from a heat source to the materials or objects to be dried by a gas or vapour, e.g. air the gas or vapour flowing through the materials or objects to be dried so as to loosen them, e.g. to form a fluidised bed
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27B—FURNACES, KILNS, OVENS OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B15/00—Fluidised-bed furnaces; Other furnaces using or treating finely-divided materials in dispersion
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F27B—FURNACES, KILNS, OVENS OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B15/00—Fluidised-bed furnaces; Other furnaces using or treating finely-divided materials in dispersion
    • F27B15/02—Details, accessories or equipment specially adapted for furnaces of these types
    • F27B15/10—Arrangements of air or gas supply devices
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D7/00—Forming, maintaining or circulating atmospheres in heating chambers
    • F27D7/04—Circulating atmospheres by mechanical means

Definitions

  • Gypsum-based face materials such as gypsum board and gypsum board produced using gypsum as a raw material are widely used for interior materials of buildings. Gypsum is roughly classified into dihydrate gypsum, hemihydrate gypsum, and anhydrous gypsum according to the form of crystal water, but as a raw material for gypsum-based face materials, hemihydrate gypsum formed by firing dihydrate gypsum is used. Generally used. As described in Patent Documents 1 and 2 (European Patent Application Publication No. 0230793, Japanese Patent No.
  • a conical kettle type firing furnace having an inverted conical or mortar-shaped furnace bottom and a cylindrical firing furnace having a generally uniform circular cross section over the entire height are known.
  • a conical kettle-type gypsum firing furnace having a diameter reduced at the bottom of the furnace tends to be employed in the production of hemihydrate gypsum and the like.
  • a combustion tube or an inner cylinder that hangs down from the top of the furnace to the center region of the furnace is disposed in the furnace, and raw material gypsum supply means and an exhaust pipe are connected to the furnace top wall.
  • the raw gypsum in the furnace needs to flow in the whole circumferential direction of the furnace.
  • the raw material gypsum in the outer peripheral zone of the furnace easily flows downward along the reverse conical furnace wall surface.
  • the raw gypsum in the outer peripheral zone of the furnace is relatively difficult to flow in the circumferential direction of the furnace wall surface.
  • the present invention provides a gypsum calcining furnace having a circular or annular horizontal cross-section or horizontal contour inside wall of a furnace, A combustion tube for generating a high-temperature gas disposed in the center of the firing furnace, and a high-temperature gas jet is ejected from a high-temperature gas outlet disposed at a lower portion of the combustion tube to the in-furnace region;
  • the gypsum calcining apparatus for firing the raw gypsum that is continuously or intermittently supplied by the high-temperature gas or drying the gypsum that has been calcined or dried Urging the raw material gypsum in the vicinity of the furnace inner wall surface in the circumferential direction of the firing furnace, or comprising an auxiliary device for assisting the movement of the raw material gypsum in the vicinity of the furnace inner wall surface in the circumferential direction,
  • the present invention provides a gypsum calcining furnace having a circular or annular horizontal cross-section or horizontal
  • the present invention includes a firing furnace having a circular or annular furnace inner wall surface in plan view, and a combustion tube disposed at the center of the firing furnace, and a high-temperature gas ejected from the lower portion of the combustion tube
  • a firing furnace having a circular or annular furnace inner wall surface in plan view
  • a combustion tube disposed at the center of the firing furnace, and a high-temperature gas ejected from the lower portion of the combustion tube
  • a jet Arranging a plurality of fixed blades at an angular interval in the outer peripheral area of the combustion tube,
  • the upward flow of the high-temperature gas jet jetted to the furnace bottom is guided radially outward and circumferentially of the combustion tube by the fixed blades, and the raw gypsum is radially outward of the combustion tube by the upward flow and Flowing in the circumferential direction, thereby biasing the raw gypsum near the furnace inner wall surface in the circumferential direction of the firing furnace, or assisting the circumferential
  • the amount of the combined water of the fired gypsum is decreased as compared with the fired furnace without the fixed blades and is included in the fired gypsum. It has been found that the ratio of hemihydrate gypsum and anhydrous gypsum is stable, and it is possible to produce uniform calcined gypsum with less so-called “baked unevenness” as a whole. Further, according to the experiments by the present inventors, the set value of the furnace temperature can be reduced by 5 degrees or more in relation to the uniform firing effect of the raw material gypsum, thereby increasing the fuel consumption. It can be reduced.
  • the setting value of the firing temperature when the stirrer is operated is lowered by 5 degrees or more with respect to the set value of the firing temperature when the stirrer is not operated.
  • the raw gypsum near the furnace inner wall surface is urged in the circumferential direction of the furnace body by the rotation of the stirring blade, or the circumferential movement of the raw gypsum near the furnace inner wall surface is Assisted by rotation.
  • the stirrer when the stirrer is operated in the firing furnace, the total amount of the combined water of the calcined gypsum is lower than when the stirrer is not operated, It has been found that the ratio of hemihydrate gypsum and anhydrous gypsum contained in the calcined gypsum is stable, and uniform calcined gypsum with less so-called “baked unevenness” can be produced as a whole. Further, according to the experiments by the present inventors, the set value of the furnace temperature can be reduced by 5 degrees or more in relation to the uniform firing effect of the raw material gypsum, thereby increasing the fuel consumption. It can be reduced.
  • the gypsum firing furnace and the gypsum firing method of the present invention in the gypsum firing apparatus and the gypsum firing method of a system in which a high-temperature gas jet is injected into the bottom of the firing furnace, the fluidity of the raw gypsum deposit layer in the furnace is improved. In addition, it is possible to prevent the occurrence of “baking unevenness” in the calcined gypsum and reduce the fuel consumption of the calcining apparatus.
  • the base end portion of the fixed blade attached to the combustion pipe overlaps with the base end portion of the adjacent fixed blade in a plan view, and the overlapping region ( ⁇ ) of the adjacent fixed blades is defined as the outer peripheral region of the lower end portion of the combustion tube.
  • the overlapping region ( ⁇ ) of the fixed vanes prevents or prevents the upward flow of the hot gas from blowing upward through the region near the outer peripheral surface of the combustion tube.
  • the angular interval of the fixed vanes is set to an angle in the range of 10 to 60 degrees, preferably an angle in the range of 15 to 30 degrees, and the top of each fixed vane is It is positioned below the upper surface (design level) of the raw material gypsum deposited in the furnace area. If the number of the fixed blades is too small, there is a concern that the load or stress of each fixed blade is large and that the base of the fixed blade is damaged or damaged. On the other hand, the number of the fixed blades is excessive. As a result of the reduction in the interval between adjacent fixed blades, there is a concern that gypsum adheres to the fixed blades. For this reason, it is necessary to set the number of fixed blades to an appropriate number in consideration of the load or stress of the fixed blades, adhesion of gypsum to the fixed blades, and the like.
  • the design level (ha) of the upper surface of the deposited layer is set within the range of the design level (hb) of the uppermost fixed blade ⁇ 1.0 to 1.2.
  • the design level of the upper surface of the deposition layer and the uppermost portion of the fixed blade is a height dimension measured from the bottom surface of the furnace.
  • the upper surface of the deposition layer behaves irregularly during operation of the combustion furnace, but the design level of the upper surface of the deposition layer is a design or theoretical set level or an average level during steady operation or normal operation. That is, the fixed blade can be preferably disposed below the upper surface of the deposition layer (design level), and therefore, the fixed blade is designed to be substantially completely on the deposit layer of the raw gypsum deposited in the furnace area. It can be preferably arranged at the height position to be buried.
  • the fixed blade is formed of a curved plate that forms a curved flow path, and the flow path deflects the raw gypsum flowing upward along with the upward flow in the circumferential direction and radially outward.
  • the upper edge portion of the fixed blade is curved in a plan view, and is inclined downward in the radial direction of the combustion tube.
  • the lower edge portion of the fixed blade is curved in a plan view. In addition, it extends substantially horizontally.
  • the diameter of the lower outer end of the fixed blade (the diameter (db) centered on the central axis of the furnace body or the combustion tube) is smaller than the diameter of the inner wall surface of the furnace at the same level. Separate by a horizontal distance (dc).
  • the set value of the firing temperature is reduced by 5 degrees or more compared to a firing furnace of the same condition without fixed blades.
  • the angle ( ⁇ 12) of the rotation center axis (X) of the stirrer is set to a value within the range of 45 to 75 degrees.
  • the inclination angle ( ⁇ 13) of the rotation center axis (X) with respect to the horizontal plane passing through the intersection (CP) is set to an angle within a range of ⁇ 15 to 40 degrees.
  • the stirring blade comprises a paddle-type stirring blade having a plurality of blades extending radially outward from a rotation center region including a rotation shaft, and the surface of each blade is relative to the rotation center axis (X). It tilts at an angle ( ⁇ 11) within the range of 10 to 60 degrees.
  • the stirrer has an outer tube disposed concentrically outside the rotation shaft, and a rotation shaft support portion disposed inside the outer tube. The outer tube is fixed to the furnace body, and the rotating shaft is rotatably supported by the rotating shaft support portion. The rotating shaft extends into the furnace from the open end inside the furnace of the outer tube, and supports the stirring blade in the furnace area.
  • the height hc of the intersection (CP) with respect to the furnace bottom surface is equal to ha ⁇ 0.3 to the height ha of the upper surface (Ma) of the raw material gypsum deposition layer with respect to the furnace bottom surface.
  • the dimension is set within the range of 0.7.
  • at least three of the agitators are arranged at an angular interval in the circumferential direction.
  • FIG. 1 is a system flow diagram of a gypsum baking apparatus equipped with a fixed-blade (passive) gypsum baking furnace.
  • a first embodiment (fixed blade type) of the present invention will be described with reference to FIGS.
  • the gypsum firing system is referred to as a conical kettle-type gypsum firing furnace 1 (hereinafter referred to as “baking furnace 1”) for firing dihydrate gypsum. ),
  • a raw material gypsum supply device I for supplying dihydrate gypsum as a raw material gypsum M to the baking furnace 1 (the whole is schematically shown by a virtual line), and a raw material gypsum M of the raw material gypsum supply device I
  • the raw material gypsum supply path S to be charged into or charged into the furnace area ⁇ , the exhaust gas pipe E for exhausting the combustion exhaust gas e in the furnace area ⁇ from the top of the furnace, and the cyclone type powder connected to the exhaust gas pipe E
  • a separation device B and a compressor C connected to the firing furnace 1 through a compressed air supply pipe K are provided.
  • the powder separator B is connected to a dust collector (not shown) such as a bag filter via an exhaust passage G, and the dust collector is an exhaust for exhausting the combustion exhaust gas e to the outside by releasing the atmosphere or the like. Connected to a fan (not shown).
  • the powder or dust separated or captured by the powder separator B and the dust collector is discharged out of the system via the discharge path J or recirculated to the firing furnace 1 via the powder recovery path R.
  • the firing furnace 1 has an integral furnace body of a reaction vessel type or a reaction furnace type, and is also called a drying furnace or a firing kettle.
  • the raw material gypsum M is continuously or intermittently supplied to the in-furnace region via the raw material gypsum supply path S, and the calcined gypsum W is continuously or intermittently sent out of the furnace by the carry-out path V.
  • the firing furnace 1 is formed by integrating a combustion tube 2 disposed vertically downward in the center of the furnace body, a horizontal furnace top wall 3 penetrating the combustion tube 2 in the vertical direction, a cylindrical wall 5 and a conical wall 6.
  • the combustion pipe 2 includes a fuel supply path 21 and a combustion air supply path 22 arranged along a central axis (vertical axis) of the combustion pipe 2 and a mixer 23 that mixes fuel and combustion air.
  • the fuel supply pipe F is connected to the fuel supply path 21, and the combustion air supply pipe A is connected to the combustion air supply path 22.
  • the fuel supply path 21 is connected to a fuel supply source (not shown) such as a city gas supply source via a fuel supply pipe F.
  • the fuel and combustion air in the fuel supply path 21 and the combustion air supply path 22 are mixed and contacted in the mixer 23 to cause a combustion reaction, thereby generating high-temperature combustion gas in the in-pipe region ⁇ of the combustion pipe 2.
  • the combustion pipe 2 is a multi-tube (multi-tube) type combustion pipe in which the outlet portion of the in-pipe region ⁇ is divided into a plurality of narrow cross-section flow paths.
  • a large number of small diameter pipes 24 are connected to the bottom plate 25 of the combustion pipe 2, and a large number of flow paths with a reduced cross section of the flow path are formed by the large number of small diameter pipes 24.
  • the combustion gas in the in-cylinder region ⁇ flows into each small diameter tube 24 as a high temperature hot gas H (hereinafter referred to as “high temperature gas H”), and is ejected from the lower end opening of the small diameter tube 24 toward the furnace bottom wall 7. .
  • high temperature gas H a high temperature hot gas H
  • the raw material gypsum M supplied by the raw material gypsum supply path S is deposited as the deposition layer Ms.
  • the upper surface Ma of the deposited layer Ms is located slightly above the lower portion of the combustion tube 2, and the portion of the combustion tube 2 located in the in-furnace region ⁇ is generally about 1/4 of the deposited layer of the raw material gypsum M. Embed in Ms.
  • the hot gas H dissipates heat to the in-furnace region ⁇ through the tube wall of the combustion tube 2 and the small-diameter tube 24 and drops in temperature, but the small-diameter tube is a high-temperature gas jet Hg that still has a gas temperature of approximately 200 to 300 ° C.
  • the calcined gypsum outlet 8 opens into the conical wall 6 at a level ha (height position measured from the furnace bottom surface) of the upper surface Ma.
  • An open / close control valve (not shown) is disposed in the calcined gypsum outlet 8.
  • a lead-out path 70 for guiding the calcined gypsum at the bottom of the furnace to the calcined gypsum outlet 8 is disposed along the inclined surface of the conical wall 6, and a compressed air injection pipe 81 constituting the air lance device 80 is provided in the lead-out path 70. Extending through the channel portion obliquely downward.
  • the air lance device 80 is connected to the compressor C via the compressed air supply pipe K.
  • the air lance device 80 injects compressed air from a large number of air injection ports (not shown) arranged on the tube wall of the compressed air injection tube 81, and the calcined gypsum at the bottom of the furnace assists the injection pressure of the compressed air. Then, it flows from the calcined gypsum outlet 8 to the outside of the furnace.
  • An overflow device 9 is disposed outside the calcined gypsum outlet 8.
  • the overflow device 9 includes an overflow gate 90.
  • the calcined gypsum W sent to the outside of the furnace through the calcined gypsum outlet 8 and the overflow device 9 is supplied to a subsequent process device (homogenizer, pulverizer, etc.) or silo through the carry-out path V.
  • the detection part of the temperature detector T is disposed at the lower end part of the outlet path 70.
  • the temperature detector T detects the temperature (product temperature) of the calcined gypsum led out of the furnace.
  • the gypsum firing system of this example has a control system (not shown) that measures the firing temperature by the temperature detector T and controls the operation of various devices or devices in the system.
  • FIG. 2 is a longitudinal sectional view schematically showing the structure of the firing furnace 1.
  • 3 is a partial longitudinal sectional view of the firing furnace 1 in which the illustration of the fixed blade 10 and the deposition layer Ms is omitted to show the structure of the lower part of the combustion tube 2
  • FIG. 4 is a diagram of the fixed blade 10 and the deposition layer. It is the same longitudinal cross-sectional view as FIG. 3 which described Ms.
  • 5 to 7 are a partially broken perspective view and a schematic cross-sectional view of the firing furnace 1 showing the arrangement, shape, and structure of the fixed blade 10. 5 to 7, the small-diameter pipe 24 and the deposited layer Ms are not shown in order to clearly show the structure of the fixed blade 10.
  • 8 and 9 are a partially enlarged plan view and a partially enlarged elevation view showing the structure of the fixed blade 10.
  • FIG. 2 schematically shows the structure of the firing furnace 1 shown in FIG.
  • the furnace body of the firing furnace 1 is supported by a support frame 52 (partially shown in FIG. 2) via jaws or legs 51 protruding from the outer surface of the cylindrical wall 5.
  • a pipe line 53 constituting the raw material gypsum supply path S passes through the furnace top wall 3 and extends downward in the furnace inner region ⁇ .
  • the deposited layer upper surface Ma (level ha) of the raw material gypsum M is located below the lower end opening 54 of the pipe line 53.
  • the combustion tube 2 has an enlarged lower end portion 26 having an enlarged diameter, and the enlarged lower end portion 26 is connected to the lower end of the straight pipe portion 27.
  • the outer peripheral surface of the enlarged lower end portion 26 has a perfectly circular horizontal cross section.
  • a large number of small-diameter pipes 24 constituting the above-mentioned multitube are connected to the bottom plate 25 of the enlarged lower end portion 26.
  • Each small-diameter tube 24 forms a flow path with a reduced cross-section of the flow path.
  • Each small-diameter pipe 24 has, for example, a flow path cross-sectional area of 1/50 or less, for example, about 1/100 of the flow path cross-sectional area of the combustion pipe 2.
  • the upper end portion of the small diameter tube 24 opens to the in-pipe region ⁇ , and the lower end portion of the small diameter tube 24 opens downward to the furnace bottom near the furnace bottom wall 7.
  • the aforementioned mixer 23 may be disposed in the enlarged lower end portion 26.
  • the upper surface Ma of the deposition layer Ms behaves relatively violently, and phenomena such as undulations, bulges, and subsidence occur on the upper surface Ma.
  • the upper part is partially exposed in the upper region of the upper surface Ma. Therefore, it should be understood that the positional relationship between the levels ha and hb means a positional relationship in terms of design or initial setting.
  • the diameter db of the lower outer end of the fixed vane 10 around the central axis of the combustion tube 2 is smaller than the inner diameter da of the conical wall 6 at the same level.
  • the walls 6 are separated by a horizontal distance dc.
  • the diameter db is preferably set in the range of the inner diameter da ⁇ 0.8 to 1.0, more preferably in the range of the inner diameter da ⁇ 0.9 to 1.0, so the horizontal distance dc is preferably Is set to an inner diameter da ⁇ 0.1 or less, more preferably an inner diameter da ⁇ 0.5 or less.
  • the central axes of the combustion tube 2 and the conical wall 6 substantially coincide.
  • the fixed blades 10 are arranged in the circumferential direction with a uniform angular interval ⁇ 1 around the central axis CL of the combustion tube 2.
  • the angle interval ⁇ 1 is preferably set to an angle in the range of 10 to 60 degrees, more preferably an angle in the range of 15 to 30 degrees (22.5 degrees in this example). Is preferably set to a number in the range of 6 to 36 bodies, more preferably a number in the range of 12 to 24 bodies (16 bodies in this example).
  • the base end portion of the fixed blade 10 is integrally attached to the outer peripheral surface of the enlarged lower end portion 26 and extends generally outward in the radial direction of the enlarged lower end portion 26.
  • the angular interval of the fixed blades 10 does not necessarily have to be set to a uniform value over the entire circumference, and can be arbitrarily set according to the structure of the firing furnace 1 and the combustion tube 2.
  • each fixed blade 10 is made of a metal curved plate having a curved inner edge 11, an outer edge 12, an upper edge 13, and a lower edge 14.
  • the base end portion of the fixed blade 10 including the inner edge 11 is fixed to the enlarged lower end portion 26 by attachment means (not shown) such as a bracket and a bolt, or a joining means such as welding.
  • a surface substantially continuous with the outer surface of the 26 is formed.
  • the inner edge 11, the outer edge 12, the upper edge 13, and the lower edge 14 are curved with a predetermined radius of curvature, and a convex curved surface 15 that faces obliquely upward and a concave curved surface 16 that faces diagonally downward include each fixed blade. 10.
  • the upper edge 13 is inclined downward toward the outside, and the lower edge 14 extends substantially horizontally.
  • a flow path P that is curved and extends outward in the circumferential direction and radially outward of the combustion tube 2 in a plan view is formed.
  • the flow path P opens to the outer peripheral zone in the furnace and extends in the vertical direction in the form of a curved flow path that is generally inclined with respect to the vertical direction. As will be described later, the flow path P deflects the upward flow of the hot gas jet Hg radially outward and circumferentially of the combustion pipe 2.
  • the adjacent fixed blades 10 are arranged such that the base end portions overlap each other and the tip end portions are separated from each other in plan view.
  • a lower inner end 19 and a lower outer end 20 of the fixed blade 10 are shown in FIG.
  • line segments DL2 and DL3 in the diameter direction (plan view) of the combustion tube 2 are indicated by alternate long and short dash lines.
  • the line segment DL2 passes through the lower inner end 19 of the fixed blade 10 located in front of the deflection direction of the hot gas jet Hg (in this example, the clockwise direction in plan view) and the central axis CL.
  • the line segment DL3 passes through the lower outer end 20 of the fixed blade 10 located behind the hot gas jet Hg in the deflection direction and the central axis CL.
  • the overlapping region ⁇ (in plan view) of the fixed blade 10 is indicated by hatching in FIG.
  • the hot gas jet Hg flowing out to the furnace bottom rises along the tube group of small diameter tubes 24 as shown by the upward arrow in FIG.
  • the rising hot gas jet Hg acts so as to be directed radially outward of the enlarged lower end portion 26.
  • the motion of the raw material gypsum M in the vicinity of the inner wall surface of the furnace tends to be hindered by the motion of the hot gas jet Hg (Hg ′) directed radially outward.
  • the lower outer end 20 of the fixed blade 10 at the rear in the deflection direction has a phase difference of a central angle ⁇ 5 with respect to the lower inner end 19 of the fixed blade 10 at the front in the deflection direction. Since the outer end 20 is disposed at an angular position in front of the lower vane end 19 of the fixed blade 10 in front of the deflection direction, the hot gas jet Hg directed radially outward by the bottom plate 25 is fixed. It is reliably deflected by the blade 10. Therefore, the phenomenon that the movement of the raw gypsum M in the circumferential direction of the furnace body by the movement of the hot gas jet Hg directed radially outward can be reliably prevented.
  • the raw material gypsum M is heated by exchanging heat with a high-temperature gas in such a flow process, and after the combined water is lost and calcined to a half-water gypsum or the like, it is discharged from the calcined gypsum outlet 8 to the outside of the furnace by the overflow device 9. It is led out and supplied as a calcined gypsum W to the apparatus system of the next process through the carry-out path V.
  • the inventor's experiment using the actual machine of the firing furnace 1 when the dihydrate gypsum is fired into hemihydrate gypsum in the firing furnace 1 according to the present embodiment, the conventional firing without the fixed blade 10.
  • the ratio of dihydrate gypsum in the calcined gypsum W is lower than that in the furnace, and the amount of compound water is reduced as a whole, and it is possible to produce a uniform hemihydrate gypsum with less so-called “baked unevenness”. found.
  • the raw material gypsum M can be uniformly fired in this way, the set value of the firing temperature is reduced by about 6 to 7 degrees, and for example, the target value or setting regarding the firing temperature detected by the temperature detector T.
  • the base end of the fixed blade is attached to the combustion pipe via a position adjusting means for adjusting the relative position of the fixed blade and the combustion pipe, and the fixed blade and the combustion pipe are variably set so that the position of the fixed blade can be variably set. It may be configured.
  • the fixed vane forms a surface that is substantially continuous with the outer surface of the combustion tube. However, if desired, there is a slight gap between the base end of the fixed vane and the outer surface of the combustion tube. It is also possible to form a gap or clearance.
  • FIG. 10 is a system flow diagram of a gypsum baking apparatus equipped with a movable vane type (active type) gypsum baking furnace.
  • a second embodiment (movable blade type) of the present invention will be described with reference to FIGS.
  • the same reference numerals are assigned to the components or components substantially the same as or equivalent to the components or members of the above-described embodiments (FIGS. 1 to 9).
  • FIG. 11 and 12 schematically show the structure of the firing furnace 1 shown in FIG.
  • the furnace body of the firing furnace 1 is supported by the support frame 52 via the jaws or legs 51, and the pipe 53 of the raw gypsum supply path S is the top wall of the furnace, as in the previous embodiment. 3 extends downward in the in-furnace region ⁇ .
  • the deposited layer upper surface Ma (level ha) of the raw material gypsum M is located below the lower end opening 54 of the pipe line 53 as in the above-described embodiment.
  • the four stirrers 30 are arranged at substantially equal angular intervals. As shown in FIG. 11, each stirrer 30 is disposed on the conical wall 6 at the level hc.
  • the level hc is set in the range of level ha ⁇ 0.3 to 0.7, preferably in the range of level ha ⁇ 0.4 to 0.6.
  • the stirring blade 31 of the stirrer 30 is disposed at a position completely buried in the deposition layer Ms below the upper surface Ma.
  • the level hc is the height position of the intersection CP between the wall surface (conical surface) of the conical wall 6 and the central axis XX (FIG. 13) of the stirrer 30.
  • the structure of the stirrer 30 is shown in FIG.
  • the stirring blade 31 of the stirrer 30 is composed of a paddle type stirring blade that rotates about the central axis XX of the stirrer 30, and has a boss portion 32 integrated with the rotating shaft 36 and radially outward of the boss portion 32. And four blade portions 33 extending.
  • wing part 33 is extended from the boss
  • the composition surface or plane of each blade portion 33 is inclined with respect to the central axis XX, and the inclination angle ⁇ 11 of the composition surface or plane of each blade portion 33 is preferably 10 to 60 degrees, more preferably. , An angle within a range of 30 to 60 degrees (in this example, about 30 degrees) is set.
  • the outer tube 35 penetrates the conical wall 6.
  • the conical wall penetrating portion 37 of the outer tube 35 is integrally joined to the conical wall 6 by fixing means such as welding.
  • the rotating shaft 36 passes through the center portion of the support portion 34 (FIG. 13) and extends from the inner region ⁇ of the outer tube 35 to the in-furnace region ⁇ , and the stirring blade 31 has a central axis XX in the in-furnace region ⁇ . Rotate to center.
  • 15 and 16 are a plan view and a longitudinal sectional view showing a relative positional relationship between the stirrer 30 and the conical wall 6.
  • the inner wall surface of the conical wall 6 is shown by a two-dot chain line (virtual line) of a perfect circle or a straight line.
  • FIG. 15 shows a center line CL of the firing furnace 1 (a central point in a plan view of the conical wall 6).
  • 15 and 16 show the intersection CP between the inner wall surface (inclined wall) of the conical wall 6 and the central axis XX of the stirrer 30.
  • intersection point CP illustrates a tangent line GL at the intersection point CP and a normal line RL (a line segment in the radial direction indicated by a one-dot chain line) at the intersection point CP.
  • the intersection point CP is located at the center of the inner region ⁇ of the outer tube 35 as shown in FIG.
  • the four stirrers 30 are arranged around the center line CL of the firing furnace 1 with angular intervals of angles ⁇ 15, ⁇ 16, ⁇ 17, and ⁇ 18.
  • the angles ⁇ 15 to ⁇ 18 are set to angles within the range of 60 to 120 degrees.
  • the angle ⁇ 15 is set to 110 degrees
  • the angle ⁇ 16 is set to 90 degrees
  • the angles ⁇ 17 and ⁇ 18 are set to 80 degrees.
  • the angles ⁇ 15 to ⁇ 18 can be set to the same angle (for example, 90 degrees), or the angles ⁇ 15 to ⁇ 18 can be set to other arbitrary angles.
  • the central axis XX of each stirrer 30 forms an in-furnace region with an inclination angle of an angle ⁇ 12 in a counterclockwise direction with respect to the normal line RL (plan view) in plan view. Extends into ⁇ .
  • the angle ⁇ 12 is preferably set to an angle within a range of 30 to 80 degrees, and more preferably within a range of 45 to 75 degrees.
  • the central axis XX of each stirrer 30 extends to the inside of the furnace with an inclination angle of an angle ⁇ 13 with respect to the horizontal plane.
  • the angle ⁇ 13 can be preferably set to an angle within a range of ⁇ 15 to 40 degrees.
  • the raw material gypsum M supplied to the combustion region ⁇ by the raw material gypsum supply path S is deposited in the lower part of the combustion region ⁇ and burns.
  • the hot gas jet Hg of the pipe 2 is jetted from the lower end opening of the small diameter pipe 24 to the furnace bottom.
  • the agitating blade 31 urges the raw gypsum M located in the vicinity of the conical wall 6 in the circumferential direction of the conical wall 6 to give the raw gypsum M movement in the circumferential direction of the furnace body. Assists exercise in the circumferential direction.
  • the raw gypsum M fluidized by the high temperature gas jet Hg or the raw gypsum M suspended in the high temperature gas jet Hg is deflected relatively easily by the stirring blade 31 in the circumferential direction of the furnace body.
  • a flow or moving layer of the raw gypsum M or the calcined gypsum W that flows in the body circumferential direction is formed in the deposited layer Ms.
  • This flow or moving bed does not necessarily have to be defined as a separate flow or moving bed. That is, the stirrer 30 ensures a mechanical action that actively flows at least a part of the raw gypsum M or the calcined gypsum W near the furnace inner wall surface in the circumferential direction of the furnace body, or such an action is applied to the deposited layer Ms. It is intended to be given to.
  • the stirrer 30 is activated when the stirrer 30 is operated.
  • the ratio of dihydrate gypsum in the calcined gypsum W is lower than that when the gypsum is not operated, and the total amount of the combined water is reduced, and a uniform hemihydrate gypsum with less so-called “baking unevenness” can be produced. It has been found.
  • the set value of the firing temperature is reduced by about 6 to 7 degrees, and for example, the target value or setting regarding the firing temperature detected by the temperature detector T.
  • the use of the stirrer 30 having the above configuration is considered to be an extremely effective means for reducing the fuel consumption of the firing furnace 1.
  • agitators are circumferentially spaced on the furnace wall of the firing furnace, but two to three agitators or five or more agitators are spaced on the furnace wall. Also good.
  • the rotation center axis of the stirrer is inclined so as to extend obliquely upward into the furnace, but the rotation center axis of the stirrer is oriented in the horizontal direction, or slightly obliquely downward. It may be oriented.
  • the above embodiment relates to a gypsum firing furnace in which the configuration of the present invention is applied to a multi-tube type combustion tube, but a type in which a slit or the like is formed at the lower end of the combustion tube.
  • the present invention may be applied to a combustion tube or the like.
  • the above embodiment relates to a conical kettle-type gypsum firing furnace, but the configuration of the present invention can also be applied to other forms of gypsum firing furnace such as a cylindrical firing furnace.
  • the said Example is related with the gypsum baking furnace which bakes dihydrate gypsum to hemihydrate gypsum, the gypsum baking furnace which bakes dihydrate gypsum to anhydrous gypsum, and the gypsum baking furnace which uses a gypsum waste material as raw material gypsum
  • the configuration of the present invention may be applied.
  • the present invention is applied to a gypsum firing furnace and a gypsum firing method.
  • the present invention is particularly preferably applied to a gypsum firing furnace and a gypsum firing method for firing or drying a raw material gypsum to produce hemihydrate gypsum and the like used as a raw material for a gypsum-based face material.
  • it is possible to improve the fluidity of the raw material gypsum deposit layer in the furnace, prevent the occurrence of “burning unevenness” in the calcined gypsum, and reduce the fuel consumption of the calcining furnace.
  • the value is remarkable.
  • the configuration of the present invention is practically advantageous because it can be applied not only to a new firing furnace but also to a modification of an existing firing furnace.

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Abstract

【課題】炉内の原料石膏堆積層の流動性を改善し、焼成石膏の「焼きむら」発生を防止するとともに、焼成炉の燃料消費量を削減する。 【解決手段】石膏焼成装置は、平面視円形又は環状の炉内壁面を有する石膏焼成炉(1、3-7)と、炉体の中心部に配置された燃焼管(2)とを備え、燃焼管の下部から噴出する高温ガス噴流(Hg)によって炉内の原料石膏(M)を焼成し又は乾燥させる。焼成炉は、炉内壁面近傍の原料石膏を焼成炉の周方向に付勢し、或いは、炉内壁面近傍の原料石膏の周方向の運動を助勢する固定羽根式又は可動羽根式の補助装置を有する。補助装置は、燃焼管の下端部外周域に角度間隔を隔てて周方向に配列した複数の固定羽根(10)、或いは、炉内壁面が構成する円錐面又は内周面を貫通する攪拌機(30)を有する。

Description

石膏焼成装置及び石膏焼成方法
　本発明は、石膏焼成装置及び石膏焼成方法(apparatus and method for calcination of gypsum)に関するものであり、より詳細には、一般に焼成炉の中心部に配置され且つ炉頂部から鉛直下方に延びる燃焼管によって炉底部に高温ガス噴流を噴出させて、炉内の原料石膏を焼成し又は乾燥させる石膏焼成装置及び石膏焼成方法に関するものである。
　石膏を原料として製造される石膏ボード、石膏板等の石膏系面材が、建築物の内装材料等の用途に広く普及している。石膏は、結晶水の存在形態に応じて、二水石膏、半水石膏及び無水石膏に大別されるが、石膏系面材の原料としては、二水石膏を焼成してなる半水石膏が一般に使用されている。半水石膏等を製造する石膏焼成炉としては、特許文献１及び２（欧州特許出願公開公報０２３０７９３号公報、特許第２５７１３７４号公報）等に記載される如く、直火式焼成炉（直接加熱式焼成炉）や、間接加熱式焼成炉等が用いられる。一般には、二水石膏を半水石膏にする焼成炉の場合、炉温は、１００℃～２５０℃程度の温度域に設定される。また、特許文献３（特開２００５－１５２６３号公報）に記載される如く、二水石膏を無水石膏に焼成する石膏焼成炉も知られている。一般に、二水石膏を無水石膏に焼成する場合、炉温は、３００℃～９５０℃程度の温度域に設定される。
　この種の石膏焼成炉として、逆円錐状又はすり鉢状の炉底部を有するコニカルケトル形式の焼成炉と、全高に亘って概ね均一な円形断面を有する円筒状形態の焼成炉とが知られている。近年においては、炉底部が縮径したコニカルケトル形式の石膏焼成炉が、半水石膏等の製造において採用される傾向がある。いずれの形態の焼成炉においても、炉頂部から炉内中央領域に垂下する燃焼管又は内筒が炉内に配設されるとともに、原料石膏供給手段及び排気管等が炉頂壁に接続される。
　このような焼成炉の燃焼管には、燃料供給管及び燃焼用空気供給管が接続され、燃料及び燃焼用空気の燃焼反応により生成した高温の燃焼ガス又は熱ガス（以下、「高温ガス」という。）が、燃焼管の下部から炉底部に噴出する。炉内に堆積した二水石膏等の固形原料は、炉底部に噴出した高温ガスの高速噴流によって流動化し、高温ガスとの伝熱接触によって化合水を失い、これにより、半水石膏（又は無水石膏）に焼成される。かくして得られた焼成石膏は、炉内壁面の特定部位に配置された焼成石膏導出口から炉外に導出される。
欧州特許出願公開公報０２３０７９３号公報 特許第２５７１３７４号公報 特開２００５－１５２６３号公報
　一般に、石膏焼成炉においては、焼成石膏の所謂「焼きむら」を確実に防止し、石膏焼成炉から導出される焼成石膏の化合水量を均一化するとともに、石膏焼成炉の運転に要する炭化水素系燃料の消費量を削減し、エネルギー効率を改善することが望まれる。本発明者等は、このような観点より、炉内の流動化現象を解析すべく、石膏焼成炉のスケルトンモデルを製作し、炉内の原料石膏堆積層の流動性に関する各種実験を実施し、この結果、以下の現象を認識するに至った。なお、「焼きむら」は、過焼成の石膏、及び／又は、未焼成の石膏が焼成石膏に比較的多量に含まれる現象である。
（１）炉底部に噴出した高温ガス噴流の多くが燃焼管の外周面に沿って上方に流動し、原料石膏堆積層の上面中央領域から噴出する傾向がある。
（２）高温ガス噴流を炉底部中央領域に噴射する石膏焼成炉では、燃焼管の外周面近傍に位置する原料石膏は比較的良好に流動化する。しかし、高温ガス噴流は、燃焼管から離間した炉壁面近傍の炉内外周帯域に位置する原料石膏に作用し難いので、炉内外周帯域の原料石膏が十分に流動化し難い。
（３）焼成石膏は、炉内外周帯域の特定部位から炉外に導出されるので、炉内の原料石膏は、全体的に炉の周方向に流動する必要がある。炉内外周帯域の原料石膏は、逆円錐状の炉壁面に沿って下方に流動し易い。しかし、炉内外周帯域の原料石膏は、炉壁面の周方向には、比較的流動し難い。
　石膏焼成炉としては、特許文献１～３に記載される如く、燃焼管の下部に多数のスリット又はスロットを形成して各スリット又はスロットから高温ガス噴流を噴射する方式の焼成炉や、燃焼管の下端開口に部分的に延入する円錐状突出部を炉底面に配設して高温ガス噴流を径方向外方に拡散する方式の焼成炉等が知られている。この他、燃焼管の下端部を多数の小径管に分割し、各小径管の下端から下向きの高温ガス噴流を噴出させるマルチチューブ（多重管）方式の焼成炉が知られている。マルチチューブ（多重管）方式の焼成炉は、近年において比較的多くの事例で採用されている。
　本発明者等の認識によれば、いずれのガス噴射方式の石膏焼成炉においても、上記（１）～（３）に記載した傾向の流動化現象が生じると考えられ、このような流動化現象は、「焼きむら」の発生や、炭化水素系燃料の消費量と比較的密接に関連すると考えられる。
　本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、焼成炉の炉底部に高温ガス噴流を噴射する方式の石膏焼成装置及び石膏焼成方法において、炉内の原料石膏堆積層の流動性を改善し、焼成石膏の「焼きむら」発生を防止するとともに、焼成装置の燃料消費量を削減することにある。
　本発明者は、固定羽根式（受動式）又は可動羽根式（能動式）の補助装置を焼成炉に配設し、炉内壁面近傍の原料石膏を焼成炉の周方向に付勢し、或いは、炉内壁面近傍の原料石膏の周方向の運動を助勢することにより、上記目的を達成し得ることを実験により見出し、本発明を達成したものである。
(1) 固定羽根式（受動式）の石膏焼成装置及び石膏焼成方法
　本発明は、上記目的を達成すべく、円形又は環状の水平断面又は水平輪郭の炉内壁面を有する石膏焼成炉と、該焼成炉の中心部に配置され、高温ガスを生成する燃焼管とを備え、該燃焼管の下部に配設された高温ガス出口部から高温ガス噴流を炉内領域に噴出し、炉内領域に連続的又は断続的に供給される原料石膏を高温ガスによって焼成し又は乾燥させ、焼成又は乾燥した石膏を炉外に排出する石膏焼成装置において、
　炉内壁面近傍の原料石膏を前記焼成炉の周方向に付勢し、或いは、炉内壁面近傍の原料石膏の周方向の運動を助勢する補助装置を備え、
　該補助装置は、前記燃焼管の外周域に角度間隔を隔てて周方向に配列した複数の固定羽根を有し、
　隣り合う前記固定羽根は、炉底部に噴流した前記高温ガスの上昇流を前記燃焼管の径方向外方且つ周方向に偏向する前記高温ガス及び原料石膏の流動路を形成することを特徴とする石膏焼成装置を提供する。　
　本発明は又、上記構成の石膏焼成装置を用いた石膏焼成方法において、
　炉底部に噴流した高温ガスの上昇流を前記固定羽根によって前記燃焼管の径方向外方且つ周方向に案内し、該上昇流の偏向によって前記原料石膏を前記燃焼管の径方向外方且つ周方向に流動せしめ、これにより、炉内壁面近傍の原料石膏を前記焼成炉の周方向に付勢し、或いは、炉内壁面近傍の原料石膏の周方向の運動を助勢することを特徴とする石膏焼成方法を提供する。
　他の観点より、本発明は、平面視円形又は環状の炉内壁面を有する焼成炉と、該焼成炉の中心部に配置された燃焼管とを備え、前記燃焼管の下部から噴出する高温ガス噴流によって炉内の原料石膏を焼成し又は乾燥させる石膏焼成方法において、
　前記燃焼管の外周域に角度間隔を隔てて複数の固定羽根を配列し、
　炉底部に噴流した前記高温ガス噴流の上昇流を前記固定羽根によって前記燃焼管の径方向外方且つ周方向に案内するとともに、該上昇流によって前記原料石膏を前記燃焼管の径方向外方且つ周方向に流動せしめ、これにより、炉内壁面近傍の原料石膏を前記焼成炉の周方向に付勢し、或いは、炉内壁面近傍の原料石膏の周方向の運動を助勢することを特徴とする石膏焼成方法を提供する。
　本発明の上記構成によれば、炉底部に噴流した高温ガスの上昇流は、固定羽根の偏向作用又は案内作用によって燃焼管の径方向外方且つ周方向に偏向して炉内外周域に流動し、炉内壁面近傍の原料石膏を炉体の周方向に付勢し、或いは、炉内壁面近傍の原料石膏の周方向の運動を助勢する。上記構成の焼成炉の実機を使用した本発明者等の実験によれば、上記固定羽根を備えない焼成炉に比べて、焼成石膏の化合水量が全体的に低下するとともに、焼成石膏に含まれる半水石膏及び無水石膏の割合が安定し、全体的に所謂「焼きむら」の少ない均一な焼成石膏を製造し得ることが判明した。また、本発明者等の実験によれば、このような原料石膏の均一焼成効果と関連して、炉内温度の設定値を５度以上低下させることができ、これにより、燃料消費量を大きく低減し得る。従って、本発明の上記構成によれば、炉内の原料石膏堆積層の流動性を改善し、焼成石膏の「焼きむら」発生を防止するとともに、焼成炉の燃料消費量を削減することができる。
(2)可動羽根式（能動式）の石膏焼成装置及び石膏焼成方法
　本発明は、上記目的を達成すべく、円形又は環状の水平断面又は水平輪郭の炉内壁面を有する石膏焼成炉と、該焼成炉の中心部に配置され、高温ガスを生成する燃焼管とを備え、該燃焼管の下部に配設された高温ガス出口部から高温ガス噴流を炉内領域に噴出し、炉内領域に連続的又は断続的に供給される原料石膏を高温ガスによって焼成し又は乾燥させ、焼成又は乾燥した石膏を炉外に排出する石膏焼成装置において、
　炉内壁面近傍の原料石膏を前記焼成炉の周方向に付勢し、或いは、炉内壁面近傍の原料石膏の周方向の運動を助勢する補助装置を備え、
　該補助装置は、前記炉内壁面が構成する円錐面又は内周面を貫通する攪拌機を有し、
　該攪拌機は、炉内に堆積した原料石膏の上面よりも下方の位置において前記円錐面又は内周面から炉内に突出する回転軸と、該回転軸の回転によって炉内領域で回転する攪拌翼とを備えており、
　前記回転軸の回転中心軸線(X)は、該回転中心軸線(X)と前記円錐面又は内周面との交点(CP)を通る法線(RL)に対し、平面視３０～８０度の角度（θ１２）をなす方向に配向され、前記攪拌翼は、前記回転中心軸線(X)を中心に回転して、炉内壁面近傍の原料石膏を炉内壁面の周方向に付勢することを特徴とする石膏焼成装置を提供する。
　本発明は又、上記構成の石膏焼成炉を用いた石膏焼成方法において、
　前記攪拌翼の回転によって、炉内壁面近傍の原料石膏を前記焼成炉の周方向に付勢し、或いは、炉内壁面近傍の原料石膏の周方向の運動を助勢することを特徴とする石膏焼成方法を提供する。
　他の観点より、本発明は、平面視円形又は環状の炉内壁面を有する焼成炉と、該焼成炉の中心部に配置された燃焼管とを備え、前記燃焼管の下部から噴出する高温ガス噴流によって炉内の原料石膏を焼成し又は乾燥させる石膏焼成方法において、
　炉内に堆積した原料石膏を攪拌翼によって攪拌し、炉内壁面近傍の炉内外周帯域に位置する原料石膏を前記焼成炉の周方向に付勢して、炉内外周帯域の原料石膏を前記焼成炉の周方向に流動させることを特徴とする石膏焼成方法を提供する。
　好ましくは、攪拌機の作動時における焼成温度の設定値は、攪拌機の非作動時における焼成温度の設定値に対し、５度以上低下される。
　本発明の上記構成によれば、炉内壁面近傍の原料石膏が攪拌翼の回転によって炉体の周方向に付勢され、或いは、炉内壁面近傍の原料石膏の周方向の運動が攪拌翼の回転によって助勢される。上記構成の焼成炉の実機を使用した本発明者等の実験によれば、上記焼成炉において攪拌機を作動させると、攪拌機の非作動時に比べて焼成石膏の化合水量が全体的に低下するとともに、焼成石膏に含まれる半水石膏及び無水石膏の割合が安定し、全体的に所謂「焼きむら」の少ない均一な焼成石膏を製造し得ることが判明した。また、本発明者等の実験によれば、このような原料石膏の均一焼成効果と関連して、炉内温度の設定値を５度以上低下させることができ、これにより、燃料消費量を大きく低減し得る。従って、本発明の上記構成によれば、炉内の原料石膏堆積層の流動性を改善し、焼成石膏の「焼きむら」発生を防止するとともに、焼成炉の燃料消費量を削減することができる。
　本発明の石膏焼成炉及び石膏焼成方法によれば、焼成炉の炉底部に高温ガス噴流を噴射する方式の石膏焼成装置及び石膏焼成方法において、炉内の原料石膏堆積層の流動性を改善し、焼成石膏の「焼きむら」発生を防止するとともに、焼成装置の燃料消費量を削減することができる。
図１は、固定羽根式（受動式）の石膏焼成装置のシステム構成を示すシステムフロー図である。 図２は、図１に示す焼成炉の構造を概略的に示す縦断面図である。 図３は、固定羽根及び堆積層の図示を省略して示す焼成炉の部分縦断面図である。 図４は、固定羽根及び堆積層を記載した図３と同様の縦断面図である。 図５は、固定羽根の配置、形状及び構造を示す焼成炉の部分破断斜視図である。 図６は、固定羽根の配置、形状及び構造を示す焼成炉の部分破断斜視図である。 図７は、固定羽根の配置、形状及び構造を示す焼成炉の概略横断面図である。 図８は、固定羽根の構造を示す部分拡大平面図である。 図９（Ａ）及び図９（Ｂ）は、固定羽根の構造を示す部分拡大立面図である。図９（Ａ）は、図８の矢印ωａ方向の矢視図であり、図９（Ｂ）は、図８の矢印ωｂ方向の矢視図である。 図１０は、可動羽根式（能動式）の石膏焼成装置のシステム構成を示すシステムフロー図である。 図１１は、図１０に示す焼成炉の構造を概略的に示す縦断面図である。 図１２は、図１１に示す焼成炉の平面図である。 図１３（Ａ）及び図１３（Ｂ）は、攪拌機の構造を概略的に示す側面図及び平面図であり、図１３（Ｃ）は、攪拌翼の正面図である。 図１４は、原料石膏を焼成炉に投入する前の状態で攪拌翼周辺領域を斜め上方から見た炉内領域の姿図である。 図１５は、攪拌機及び円錐壁の相対的な位置関係を示す平面図である。 図１６は、攪拌機及び円錐壁の相対的な位置関係を示す縦断面図である。
　本発明の好適な実施形態によれば、固定羽根式補助装置を備えた焼成炉において、隣り合う固定羽根は、炉内外周帯域に向かって開放し且つ鉛直方向に対して全体的に傾斜して上下方向に延びる流動路を形成する。好ましくは、燃焼管の中心軸線を中心とした固定羽根の下部外端及び下部内端の角度位置に関し、高温ガス噴流の偏向方向において後方に位置する固定羽根の下部外端が、高温ガス噴流の偏向方向において前方に位置する固定羽根の下部内端よりも偏向方向前方の角度位置に位置するように位置決めされ、これにより、原料石膏の炉体周方向の運動を妨げるような径方向外方の高温ガス噴流の運動が抑制される。更に好ましくは、燃焼管に取付けられる固定羽根の基端部は、隣接する固定羽根の基端部と平面視において互いに重なり合い、隣り合う固定羽根の重なり領域（η）を燃焼管の下端部外周域に形成する。固定羽根の重なり領域（η）は、高温ガスの上昇流が燃焼管の外周面近傍の領域を上方に吹き抜けるのを阻止し又は妨げる。
　本発明の好適な実施形態において、固定羽根の角度間隔は、１０～６０度の範囲内の角度、好ましくは、１５～３０度の範囲内の角度に設定され、各固定羽根の最上部は、炉内領域に堆積した原料石膏の堆積層上面(設計レベル)の下方に位置決めされる。なお、固定羽根の数が過少であると、各々の固定羽根の負荷又は応力が大きく、固定羽根の基部の破損又は損傷等が発生することが懸念され、他方、固定羽根の数が過大であると、隣接する固定羽根の間の間隔が縮小する結果、固定羽根に対する石膏の付着が発生することが懸念される。このため、固定羽根の枚数は、固定羽根の負荷又は応力や、固定羽根に対する石膏の付着等を考慮して適切な数に設定する必要がある。
　好ましくは、堆積層上面の設計レベル(ha)は、固定羽根最上部の設計レベル(hb)×１．０～１．２の範囲内に設定される。なお、堆積層上面及び固定羽根最上部の設計レベルは、炉底面から測定した高さ方向の寸法である。また、堆積層上面は、燃焼炉の作動中に不規則に挙動するが、堆積層上面の設計レベルは、定常運転時又は通常運転時における設計上又は理論上の設定レベル又は平均レベルである。即ち、固定羽根は、堆積層上面(設計レベル)の下方に好ましく配置することができ、従って、固定羽根は、設計上は、炉内領域に堆積した原料石膏の堆積層に実質的に完全に埋没する高さ位置に好ましく配置し得る。
　更に好ましくは、固定羽根は、湾曲した流動路を形成する湾曲板からなり、流動路は、上昇流とともに上方に流動する原料石膏を周方向且つ径方向外方に偏向する。好適には、固定羽根の上縁部は、平面視において湾曲するとともに、燃焼管の径方向外方に向かって全体的に下方に傾斜し、固定羽根の下縁部は、平面視において湾曲するとともに、実質的に水平に延びる。固定羽根の下部外端の直径（炉体又は燃焼管の中心軸線を中心とした直径(db)）は、同一レベルにおける炉内壁面の直径よりも小さく、固定羽根及び炉内壁面は、所定の水平距離(dc)を隔てて離間する。固定羽根の下端縁のレベルにおいて、固定羽根の直径(db)は、好ましくは、炉内壁面の内径(da)×０．８～１．０の範囲内、更に好ましくは、炉内壁面の内径(da)×０．９～１．０の範囲内に設定される。
　好適には、固定羽根を備えた焼成炉においては、固定羽根を備えない同一条件の焼成炉に比べ、焼成温度の設定値が５度以上低下される。
　本発明の好適な実施形態によれば、可動羽根式補助装置を備えた焼成炉において、攪拌機の回転中心軸線(X)の角度（θ１２）は、４５～７５度の範囲内の値に設定される。好適には、上記交点(CP)を通る水平面に対する回転中心軸線(X)の傾斜角（θ１３）は、－１５～４０度の範囲内の角度に設定される。回転軸を斜め上方に傾斜させて炉内領域に突出せしめた場合、外周帯域の原料石膏は、攪拌翼の回転によって斜め上方の方向にも付勢される。
　好ましくは、上記攪拌翼は、回転軸を含む回転中心領域から径方向外方に延びる複数の羽根を有するパドル型攪拌翼からなり、各羽根の構面は、回転中心軸線(X)に対し、１０～６０度の範囲内の角度（θ１１）をなして傾斜する。更に好ましくは、攪拌機は、回転軸の外側に同心状に配置された外管と、外管の内側に配置された回転軸支承部とを有する。外管は、炉体に固定され、回転軸は、回転軸支承部によって回転可能に支持される。回転軸は、外管の炉内側開口端から炉内に延び、攪拌翼を炉内領域に担持する。
　本発明の更に好適な実施形態によれば、炉底面に対する交点(CP)の高さｈｃは、炉底面に対する原料石膏の堆積層上面(Ma)の高さｈａに対し、ｈａ×０.３～０.７の範囲内の寸法に設定される。好適には、少なくとも３体の上記攪拌機が、周方向に角度間隔を隔てて配置される。
　以下、添付図面を参照して本発明の好適な実施例について詳細に説明する。
　図１は、固定羽根式（受動式）の石膏焼成炉を備えた石膏焼成装置のシステムフロー図である。図１～図９を参照して本発明の第１実施例（固定羽根式）について説明する。
　石膏焼成システムは、二水石膏を焼成するコニカルケトル型の石膏焼成炉１（以下、「焼成炉１」）という。）と、二水石膏を原料石膏Ｍとして焼成炉１に供給するための原料石膏供給装置Ｉ（仮想線で全体を概略的に示す。）と、原料石膏供給装置Ｉの原料石膏Ｍを焼成炉１の炉内領域αに投入又は装入する原料石膏供給路Ｓと、炉内領域αの燃焼排ガスｅを炉頂部から排気する排ガス管Ｅと、排ガス管Ｅに接続されたサイクロン式の粉体分離装置Ｂと、圧縮空気供給管Ｋを介して焼成炉１に接続されたコンプレッサＣとを備える。粉体分離装置Ｂは、排気路Ｇを介してバグフィルタ等の集塵装置（図示せず）に接続され、集塵装置は、燃焼排ガスｅを大気解放等により系外に排気するための排気ファン（図示せず）に接続される。粉体分離装置Ｂ及び集塵装置によって分離又は捕捉された粉体又はダストは、排出路Ｊを介して系外に排出され、或いは、粉体回収路Ｒを介して焼成炉１に再循環される。なお、図１において、原料石膏及び焼成石膏の搬送装置及び搬入・搬出装置の具体的構成や、排気系を構成する各種機器の具体的構成等は、図示を省略されている。
　焼成炉１は、反応容器形又は反応炉形の一体的な炉体を有し、乾燥炉又は焼成ケトルとも呼ばれる。原料石膏Ｍは、原料石膏供給路Ｓを介して連続的又は断続的に炉内領域に供給され、焼成石膏Ｗは、搬出路Ｖによって連続的又は断続的に炉外に送出される。焼成炉１は、炉体の中心部に鉛直下向きに配置された燃焼管２と、燃焼管２を鉛直方向に貫通せしめた水平な炉頂壁３と、円筒壁５及び円錐壁６を一体的に連接してなる環状炉壁４と、炉頂壁３に比べて直径が縮小した水平な炉底壁７とを有する。円筒壁５及び円錐壁６は、真円形又は環状の水平断面又は水平輪郭を有する。燃焼管２は、燃焼管２の中心軸線（鉛直軸線）に沿って配置された燃料供給路２１及び燃焼用空気供給路２２と、燃料及び燃焼用空気を混合する混合器２３とを備える。燃料供給管Ｆが燃料供給路２１に接続され、燃焼用空気供給管Ａが、燃焼用空気供給路２２に接続される。燃料供給路２１は、燃料供給管Ｆを介して都市ガス供給源等の燃料供給源（図示せず）に接続される。燃焼用空気供給路２２は、燃焼用空気供給管Ａを介して給気装置Ｑに接続される。給気装置Ｑは、大気等の外気ＯＡを燃焼用空気供給路２２に圧送する遠心ファン又はブロワ等からなる。また、排気再循環用のファンＮを介装した再循環空気供給路Ｕが燃焼管２に接続され、排気路Ｇの燃焼排ガスの一部が、燃焼管２に導入される。なお、燃料供給系機器等の具体的構成は、図１において図示を省略されている。また、必要に応じて二次燃焼空気を燃焼管２に供給する二次空気供給系等についても、図１において図示を省略されている。
　燃料供給路２１及び燃焼用空気供給路２２の燃料及び燃焼用空気は、混合器２３において混合接触して燃焼反応し、燃焼管２の管内領域βに高温の燃焼ガスを生成する。燃焼管２は、管内領域βの出口部を多数の狭小断面流路に分割したマルチチューブ（多重管）方式の燃焼管である。燃焼管２の底板２５には、多数の小径管２４が接続され、流路断面を縮小した多数の流路が、多数の小径管２４によって形成される。筒内領域βの燃焼ガスは、高温の熱ガスＨ（以下、「高温ガスＨ」という。）として各小径管２４に流入し、小径管２４の下端開口から炉底壁７に向かって噴出する。
　炉内領域αには、原料石膏供給路Ｓによって供給された原料石膏Ｍが堆積層Ｍｓとして堆積する。堆積層Ｍｓの上面Ｍａは、燃焼管２の下部よりも若干上方に位置し、炉内領域α内に位置する燃焼管２の部分は、概ね、その１／４程度が原料石膏Ｍの堆積層Ｍｓ内に埋入する。高温ガスＨは、燃焼管２及び小径管２４の管壁を介して炉内領域αに放熱して温度降下するが、概ね２００～３００℃のガス温度を依然として保有する高温ガス噴流Ｈｇとして小径管２４の下端開口から下向きに噴流する。原料石膏Ｍは、炉底部に噴出した高温ガス噴流Ｈｇによって流動化するとともに、高温ガス噴流Ｈｇとの伝熱接触によって化合水を失い、主として半水石膏に焼成される。
　焼成石膏導出口８が、概ね上面Ｍａのレベルｈａ（炉底面から測定した高さ位置）において円錐壁６に開口する。焼成石膏導出口８には、開閉制御弁（図示せず）が配設される。炉底部の焼成石膏を焼成石膏導出口８に導くための導出路７０が、円錐壁６の傾斜面に沿って配設され、エアーランス装置８０を構成する圧縮空気噴射管８１が、導出路７０の流路部分を貫通して斜め下方に延びる。エアーランス装置８０は、圧縮空気供給管Ｋを介してコンプレッサＣに接続される。エアーランス装置８０は、圧縮空気噴射管８１の管壁に配設された多数の空気噴射口（図示せず）から圧縮空気を噴射し、炉底部の焼成石膏は、圧縮空気の噴射圧力に助勢されて焼成石膏導出口８から炉外に流動する。焼成石膏導出口８の外側には、オーバーフロー装置９が配設される。オーバーフロー装置９は、オーバーフローゲート９０を備える。焼成石膏導出口８及びオーバーフロー装置９を介して炉外に送出された焼成石膏Ｗは、搬出路Ｖによって後続工程の装置（ホモジナイザー、粉砕機等）又はサイロに供給される。
　温度検出器Ｔの検出部が、導出路７０の下端部に配設される。温度検出器Ｔは、炉外に導出される焼成石膏の温度（品温）を検出する。本例の石膏焼成システムは、温度検出器Ｔによって焼成温度を計測して、システム内の各種装置又は機器の作動を制御する制御系（図示せず）を有する。
　このように構成された焼成炉１においては、原料石膏Ｍの流動化を促進するとともに、原料石膏Ｍ（又は焼成石膏Ｗ）を周方向に付勢して、焼成石膏Ｗを焼成石膏導出口８から円滑に炉外に導出せしめることが望ましい。このため、焼成炉１は、流動化促進手段且つ周方向付勢手段として、周方向に間隔を隔てて燃焼管２の下端部に配設された複数又は多数の固定羽根１０を備える。固定羽根１０は、固定羽根式（受動式）の補助装置を構成する。
　図２は、焼成炉１の構造を概略的に示す縦断面図である。図３は、燃焼管２の下部の構造を示すために固定羽根１０及び堆積層Ｍｓの図示を省略して示す焼成炉１の部分縦断面図であり、図４は、固定羽根１０及び堆積層Ｍｓを記載した図３と同様の縦断面図である。また、図５～図７は、固定羽根１０の配置、形状及び構造を示す焼成炉１の部分破断斜視図及び概略横断面図である。図５～図７においては、固定羽根１０の構造を明瞭に示すために、小径管２４及び堆積層Ｍｓは、図示を省略されている。更に、図８及び図９は、固定羽根１０の構造を示す部分拡大平面図及び部分拡大立面図である。
　図２には、図１に示す焼成炉１の構造が概略的に示されている。図２に示す如く、焼成炉１の炉体は、円筒壁５の外面に突設した顎部又は脚部５１を介して支持フレーム５２（図２に部分的に示す）に支持される。原料石膏供給路Ｓを構成する管路５３が炉頂壁３を貫通し、炉内領域αにおいて下方に延びる。原料石膏Ｍの堆積層上面Ｍａ（レベルｈａ）は、管路５３の下端開口５４の下方に位置する。
　図３に示す如く、燃焼管２は、直径が拡大した拡大下端部２６を有し、拡大下端部２６は、直管部分２７の下端に接続される。拡大下端部２６の外周面は、真円形の水平断面を有する。拡大下端部２６の底板２５には、前述のマルチチューブを構成する多数の小径管２４が接続される。各小径管２４は、流路断面を縮小した流路を形成する。各小径管２４は、例えば、燃焼管２の流路断面積の１／５０以下、例えば、１００分の１程度の流路断面積を有する。小径管２４の上端部は、管内領域βに開口し、小径管２４の下端部は、炉底壁７の近傍において炉底部に下向きに開口する。所望により、前述の混合器２３を拡大下端部２６内に配置しても良い。
　図２及び図４に示すように、固定羽根１０は、上面Ｍａの下側において拡大下端部２６の外周域に配置される。固定羽根１０の最上部（図９に示す固定羽根１０の上部内端１８）は、レベルｈｂの高さ位置（炉底面から測定した高さ寸法ｈｂの位置）に位置決めされる。図２及び図４に示すレベルｈａを上面Ｍａの設定レベル又は設計レベルとすると、レベルｈａは、レベルｈｂ×１．０～レベルｈｂ×１．２の範囲内に好ましく設定し得る。即ち、固定羽根１０は、堆積層Ｍｓに実質的に完全に埋没する高さ位置に好ましく配置し得る。但し、焼成炉１の作動中は、堆積層Ｍｓの上面Ｍａは、比較的激しく挙動し、上面Ｍａには、起伏、隆起、沈降等の現象が発生するので、多くの場合、固定羽根１０の上部は、上面Ｍａの上方域に部分的に露出する。従って、レベルｈａ、ｈｂの上記位置関係は、あくまで、設計上又は初期設定上の位置関係を意味するものと理解すべきである。
　図２及び図４に示すように、燃焼管２の中心軸線を中心とした固定羽根１０の下部外端の直径ｄｂは、同一レベルにおける円錐壁６の内径ｄａよりも小さく、固定羽根１０及び円錐壁６は、水平距離ｄｃを隔てて離間する。直径ｄｂは、好ましくは、内径ｄａ×０．８～１．０の範囲内、更に好ましくは、内径ｄａ×０．９～１．０の範囲内に設定され、従って、水平距離ｄｃは、好ましくは、内径ｄａ×０．１以下、更に好ましくは、内径ｄａ×０．５以下の寸法に設定される。なお、本例において、燃焼管２及び円錐壁６の中心軸線は、実質的に一致する。
　図７に示す如く、固定羽根１０は、燃焼管２の中心軸線ＣＬ廻りに均一な角度間隔θ１を隔てて周方向に配列される。角度間隔θ１は、好ましくは、１０～６０度の範囲内の角度、更に好ましくは、１５～３０度の範囲内の角度（本例では、２２．５度）に設定され、固定羽根１０の数は、好ましくは、６～３６体の範囲内の数、更に好ましくは、１２～２４体の範囲内の数（本例では、１６体）に設定される。固定羽根１０の基端部は、拡大下端部２６の外周面に一体的に取付けられ、概ね拡大下端部２６の径方向外方に延びる。なお、固定羽根１０の角度間隔は、必ずしも全周に亘って均一な値に設定しなくとも良く、焼成炉１及び燃焼管２の構造等に相応して任意に設定することができる。
　図８及び図９に示す如く、各固定羽根１０は、湾曲した内縁１１、外縁１２、上縁１３及び下縁１４を有する金属製の湾曲板からなる。内縁１１を含む固定羽根１０の基端部は、ブラケット及びボルト等の取付手段（図示せず）、或いは、溶接等の接合手段によって拡大下端部２６に固定され、固定羽根１０は、拡大下端部２６の外表面と実質的に連続する面を形成する。内縁１１、外縁１２、上縁１３及び下縁１４は、所定の曲率半径で湾曲しており、斜め上方に向いた凸状曲面１５と、斜め下方に向いた凹状曲面１６とが、各固定羽根１０によって形成される。上縁１３は、外方に向かって下方に傾斜しており、下縁１４は、概ね水平に延びる。
　隣り合う固定羽根１０の間には、平面視において燃焼管２の周方向且つ径方向外方に湾曲して延びる流動路Ｐが形成される。流動路Ｐは、炉内外周帯域に向かって開放するとともに、鉛直方向に対して全体的に傾斜した湾曲流路の形態で上下方向に延びる。後述する如く、流動路Ｐは、高温ガス噴流Ｈｇの上昇流を燃焼管２の径方向外方且つ周方向に偏向せしめる。
　図８には、中心軸線ＣＬ及び上部外端１７を通る燃焼管２の直径方向（平面視）の線分ＤＬ１が、一点鎖線で示されている。図８に示すように、固定羽根１０の上部外端１７の接線Ｔｈ（水平面内）は、線分ＤＬ１に対して角度θ２をなす方向に配向される。また、図９（Ａ）に示す如く、固定羽根１０の上部内端１８及び上部外端１７の接線Ｔｖ、Ｔｖ'（鉛直面内）は、鉛直方向ＶＬに対して角度θ３、θ４をなす方向に配向される。角度θ２は、好ましくは、２０～６０度の範囲内、更に好ましくは、３０～５０度の範囲内の角度に設定され、角度θ３、θ４は、好ましくは、２０～６０度の範囲内、更に好ましくは、３０～５５度の範囲内の角度に設定される。
　図８に示す如く、隣接する固定羽根１０は、平面視において、基端部が互い重なり合い且つ先端部が相互離間するように配置される。固定羽根１０の下部内端１９及び下部外端２０が、図８に示されている。また、図８には、燃焼管２の直径方向（平面視）の線分ＤＬ２、ＤＬ３が、一点鎖線で示されている。線分ＤＬ２は、高温ガス噴流Ｈｇの偏向方向前方（本例では、平面視時計廻り方向）に位置する固定羽根１０の下部内端１９と、中心軸線ＣＬとを通る。線分ＤＬ３は、高温ガス噴流Ｈｇの偏向方向後方に位置する固定羽根１０の下部外端２０と、中心軸線ＣＬとを通る。また、固定羽根１０の重なり領域η（平面視）が、図８に斜線で示されている。
　図９（Ｂ）に示す如く、偏向方向後方に位置する固定羽根１０の下部外端２０は、偏向方向前方に位置する固定羽根１０の下部内端１９に対し、偏向方向前方に偏倚した角度位置に位置決めされており、下部内端１９及び下部外端２０は、図８に示されるように、中心軸線ＣＬ廻りに中心角θ５の角度間隔を隔てて配置される。即ち、偏向方向後方の固定羽根１０の下部外端２０の角度位置は、偏向方向前方の固定羽根１０の下部内端１９の角度位置に対し、中心軸線ＣＬを中心として、偏向方向前方に角度θ５の位相差を有する。
　本発明者の実験によれば、炉底部に流出した高温ガス噴流Ｈｇは、図３に上向き矢印で示す如く小径管２４の管群に沿って上昇するが、拡大下端部２６の底板２５は、図３に矢印Ｈｇ’で示すように、上昇する高温ガス噴流Ｈｇを拡大下端部２６の径方向外方に差し向けるように作用する。このため、炉内壁面近傍における原料石膏Ｍの炉体周方向の運動は、径方向外方に差し向けられた高温ガス噴流Ｈｇ（Ｈｇ’）の運動によって妨げられる傾向がある。また、本発明者の実験によれば、固定羽根１０が設けられない場合、高温ガス噴流Ｈｇの多くは、図３に矢印Ｈｇ”で示す如く、拡大下端部２６の外周面近傍の帯域において、上面Ｍａに噴出する傾向がある。これは、金属管（小径管２４）と原料石膏Ｍとの境界域において高温ガス噴流Ｈｇの流動抵抗が相対的に小さく、高温ガス噴流Ｈｇが小径管２４に沿って上昇し易いことに起因する現象であると考えられる。
　しかしながら、偏向方向後方の固定羽根１０の下部外端２０は、偏向方向前方の固定羽根１０の下部内端１９に対し、中心角θ５の位相差を有し、偏向方向後方の固定羽根１０の下部外端２０は、偏向方向前方の固定羽根１０の下部内端１９よりも偏向方向前方の角度位置に配置されるので、底板２５によって径方向外方に差し向けられた高温ガス噴流Ｈｇは、固定羽根１０によって確実に偏向される。従って、径方向外方に向かう高温ガス噴流Ｈｇの運動によって原料石膏Ｍの炉体周方向の運動が妨げられる現象は、確実に防止することができる。なお、角度θ５は、０度よりも大きく、固定羽根１０の角度間隔θ１に対し、好ましくは、θ１×０．３以下の範囲内、更に好ましくは、θ１×０．２以下の範囲内に設定される。また、上記の如く固定羽根１０の重なり領域ηを確保することにより、拡大下端部２６の外周面近傍における高温ガス噴流Ｈｇの上昇が効果的に妨げられ、高温ガス噴流Ｈｇの上昇流は、固定羽根１０によって偏向される。かくして、上記位相差（角度θ５）及び重なり領域ηは、以下に説明する高温ガス噴流Ｈｇの炉内循環を促し、原料石膏Ｍの均一な焼成に寄与する。なお、特定の固定羽根１０の上部内端１８と、これに隣接する固定羽根１０の下部内端１９とがなす角度を角度θ６とし、重なり領域ηの径方向外端νと下部内端１９との間の距離（平面視）を寸法Ｌ１とし、固定羽根１０の平面視対角線方向の長さ（即ち、固定羽根１０の平面視最大長）を寸法Ｌ２とすると、重なり領域ηは、角度θ６＞０且つＬ１／Ｌ２≦１／２の範囲内に好ましく設定し得る。
　図４～図９に矢印で示す如く、固定羽根１０は、流動路Ｐ内を上昇する高温ガス噴流Ｈｇを径方向外方且つ周方向に案内し、高温ガス噴流Ｈｇによって流動化した原料石膏Ｍの流動体を高温ガス噴流Ｈｇとともに径方向外方且つ周方向に差し向ける。流動路Ｐ内の高温ガス噴流Ｈｇ及び原料石膏Ｍは、上縁１３及び外縁１２の近傍から概ね拡大下端部２６の接線方向に流出して、炉内外周帯域に流動する。固定羽根１０は、全体的に湾曲しており、しかも、固定羽根１０の上縁１３は、外方に向かって下方に傾斜しているので、このような高温ガス噴流Ｈｇ及び原料石膏Ｍの運動は、固定羽根１０の上側角部領域の存在によっては妨げられない。炉内外周帯域に流動した高温ガス噴流Ｈｇは、炉内壁面近傍の石膏原料Ｍに伝熱接触する。また、周方向に差し向けられた高温ガス噴流Ｈｇ及び原料石膏Ｍは、炉内外周帯域の石膏原料Ｍを周方向に付勢し、或いは、炉内外周帯域の石膏原料Ｍの周方向運動を助勢する。
　次に、上記構成の焼成炉１の作動について説明する。
　図１に示す石膏焼成システムの使用においては、原料石膏供給装置Ｉにおいて調製された原料石膏Ｍが、原料石膏供給路Ｓによって燃焼領域αに供給され、燃焼領域αの下部に堆積する。燃焼用空気が、給気装置Ｑの給気圧力下に燃焼用空気供給管Ａによって燃焼用空気供給路２２に供給され、都市ガス等の炭化水素系燃料が、燃料供給管Ｆによって燃料供給路２１に供給される。混合器２３において接触混合した空気及び燃料は、燃焼管２内において高温の燃焼ガスを生成する。燃焼ガスは、高温ガスＨとして小径管２４に流入し、高温ガス噴流Ｈｇとして小径管２４の下端開口から炉底部に噴流する。
　高温ガス噴流Ｈｇは、図４～図９に矢印で示す如く小径管２４の管群に沿って上昇し、上記の如く、固定羽根１０によって径方向外方且つ周方向に偏向される。堆積層Ｍｓの原料石膏Ｍは、高温ガス噴流Ｈｇによって流動化するとともに、高温ガス噴流Ｈｇとの伝熱接触によって加熱される。高温ガス噴流Ｈｇは、原料石膏Ｍを加熱して冷却した後、上面Ｍａから炉内上部域に噴出し、燃焼排ガスｅとして炉頂部から排ガス管Ｅに流入し、粉体分離装置Ｂ及び集塵装置を介して系外に排気される。
　高温ガス噴流Ｈｇの圧力によって堆積層Ｍｓの中心部を上昇した原料石膏Ｍの多くは、図３に矢印Ｍｒで示す如く、堆積層Ｍｓの上層部において径方向外方に移動し、円錐壁６の炉内壁面に沿って降下し、炉底部に循環する。固定羽根１０によって径方向外方且つ周方向に差し向けられた高温ガス噴流Ｈｇ及び原料石膏Ｍの流動体は、円錐壁６の近傍に位置する原料石膏Ｍを円錐壁６の周方向に付勢し、原料石膏Ｍに対して炉体周方向の運動を与え、或いは、原料石膏Ｍの炉体周方向の運動を助勢する。即ち、炉内壁面近傍を炉体周方向に流動する原料石膏Ｍ又は焼成石膏Ｗの流れ又は移動層が、固定羽根１０の受動的偏向作用によって堆積層Ｍｓ内に形成される。なお、この流れ又は移動層は、独立した流れ又は移動層として必ずしも明確でなくとも良い。即ち、固定羽根１０は、炉内壁面近傍の原料石膏Ｍ又は焼成石膏Ｗの少なくとも一部を炉体周方向に流動せしめる炉内循環流を形成し、或いは、このような炉内循環流を堆積層Ｍｓに形成することを意図したものである。
　原料石膏Ｍは、このような流動過程で高温ガスと熱交換して加熱され、化合水を喪失して半水石膏等に焼成された後、オーバーフロー装置９によって焼成石膏導出口８から炉外に導出され、搬出路Ｖにより焼成石膏Ｗとして次工程の装置系等に供給される。
　このような焼成炉１の実機を使用した本発明者の実験によれば、本実施例に係る焼成炉１において二水石膏を半水石膏に焼成した場合、固定羽根１０を備えない従来の焼成炉に比べて焼成石膏Ｗ中の二水石膏の割合が低下し、化合水量が全体的に低下した焼成石膏であって、所謂「焼きむら」の少ない均一な半水石膏を製造し得ることが判明した。また、このように原料石膏Ｍを均一に焼成し得ることから、焼成温度の設定値を約６～７度低下させ、例えば、温度検出器Ｔによって検出される焼成温度に関し、その目標値又は設定値＝１５０度を目標値又は設定値＝１４３度又は１４４度に低下させることが可能となった。例えば、都市ガスを焼成炉１の燃料として使用する場合、燃料消費量は、炉内温度設定値を６．５度低下させることにより、約５％低下する。従って、上記構成の固定羽根１０の使用は、焼成炉１の燃料消費量を削減する上で、極めて有効な手段であると考えられる。
　なお、上記実施例においては、堆積層上面及び固定羽根の設計上の相対位置をレベルｈａ＝レベルｈｂ×１．０～１．２に設定しているが、所望より、堆積層上面及び固定羽根の設計上の相対位置をレベルｈａ＜レベルｈｂの関係に設定することも可能である。
　また、固定羽根及び燃焼管の相対位置を調節するための位置調節手段を介して固定羽根の基端部を燃焼管に取付け、固定羽根の位置を可変設定し得るように固定羽根及び燃焼管を構成しても良い。更に、上記実施例では、固定羽根は、燃焼管の外表面と実質的に連続する面を形成しているが、所望により、固定羽根の基端部と燃焼管の外表面との間に若干の隙間又はクリアランスを形成することも可能である。
　図１０は、可動羽根式（能動式）石膏焼成炉を備えた石膏焼成装置のシステムフロー図である。図１０～図１６を参照して本発明の第２実施例（可動羽根式）について説明する。なお、各図において、前述の実施例（図１～図９）の構成要素又は構成部材と実質的に同一又は同等の構成要素又は構成部材については、同一の参照符号が付されている。
　図１０に示す石膏焼成装置は、図１に示す石膏焼成装置と同一の基本構成を有する。しかしながら、本例の石膏焼成炉１は、前述の固定羽根１０に換えて、複数の攪拌機３０を有する。攪拌機３０は、可動羽根式（能動式）の補助装置を構成する。図１０に示す石膏焼成装置の全体構成に関する説明は、図１の構成に関する説明と実質的に同一であるので、前述した図１の構成の説明を引用することにより、重複する説明を省略する。
　図１１及び図１２は、焼成炉１の構造を概略的に示す縦断面図及び平面図である。図１３（Ａ）及び図１３（Ｂ）は、攪拌機３０の構造を概略的に示す側面図及び平面図であり、図１３（Ｃ）は、攪拌翼の正面図である。また、図１４は、原料石膏Ｍを焼成炉１に投入する前の状態で攪拌翼周辺領域を斜め上方から見た炉内領域αの姿図である。
　図１１及び図１２には、図１０に示す焼成炉１の構造が概略的に示されている。図１１に示す如く、焼成炉１の炉体は、前述の実施例と同様、顎部又は脚部５１を介して支持フレーム５２に支持され、原料石膏供給路Ｓの管路５３が炉頂壁３を貫通し、炉内領域αにおいて下方に延びる。原料石膏Ｍの堆積層上面Ｍａ（レベルｈａ）は、前述の実施例と同様、管路５３の下端開口５４の下方に位置する。図１２に破線で示す如く、４体の攪拌機３０が、概ね同等の角度間隔を隔てて配置される。図１１に示すように、各攪拌機３０は、レベルｈｃにおいて円錐壁６に配置される。レベルｈｃは、レベルｈａ×０．３～０．７の範囲内、好ましくは、レベルｈａ×０．４～０．６の範囲内に設定される。かくして、攪拌機３０の攪拌翼３１が、図１１に示すように、上面Ｍａの下方において堆積層Ｍｓ内に完全に埋没する位置に配置される。なお、レベルｈｃは、円錐壁６の壁面（円錐構面）と、攪拌機３０の中心軸線Ｘ－Ｘ（図１３）との交点ＣＰの高さ位置である。
　攪拌機３０の構造が、図１３に示されている。攪拌機３０の攪拌翼３１は、攪拌機３０の中心軸線Ｘ－Ｘを中心に回転するパドル型の攪拌翼からなり、回転軸３６に一体化したボス部３２と、ボス部３２の径方向外方に延びる４枚の羽根部３３とを有する。羽根部３３は、正面視（図１３（Ｃ））において概ね直交する方向にボス部３２から延出する。各羽根部３３の構面又は平面は、中心軸線Ｘ－Ｘに対して傾斜しており、各羽根部３３の構面又は平面の傾斜角θ１１は、好ましくは、１０～６０度、更に好ましくは、３０～６０度の範囲内の角度（本例では、約３０度）に設定される。
　攪拌機３０は、回転軸３６と同心状の外管３５と、所要の気密性及び耐熱性を備えた支承部３４と、回転軸３６の基端部を駆動装置４０の駆動軸４１に一体的に連結する連結具６１と、外管３５に一体的に連結された基部６０と、基部６０に支持され、回転軸３６を回転可能に支承する軸受６２と、駆動装置４０を基部６０に固定するための支持部４２とを有する。外管３５は、円筒状の内側領域γを有する耐熱性金属管からなり、炉内領域αの固形成分及び高温ガスの運動及び熱から支承部３４を保護するように機能する。
　図１４に示す如く、外管３５は、円錐壁６を貫通する。外管３５の円錐壁貫通部３７は、溶接等の固着手段によって円錐壁６に一体的に接合される。回転軸３６は、支承部３４（図１３）の中心部を貫通して外管３５の内側領域γから炉内領域αに延び、攪拌翼３１は、炉内領域αにおいて中心軸線Ｘ－Ｘを中心に回転する。
　図１５及び図１６は、攪拌機３０と円錐壁６との相対的な位置関係を示す平面図及び縦断面図である。図１５及び図１６には、円錐壁６の炉内壁面が、二点鎖線（仮想線）の真円又は直線で示されている。図１５には、焼成炉１の中心線ＣＬ（円錐壁６の平面視中心点）が示されている。また、図１５及び図１６には、円錐壁６の炉内壁面（傾斜壁）と攪拌機３０の中心軸線Ｘ－Ｘとの交点ＣＰが示されている。更に、図１５には、交点ＣＰにおける接線ＧＬと、交点ＣＰにおける法線ＲＬ（一点鎖線で示す半径方向の線分）とが、図示されている。なお、交点ＣＰは、図１５（Ｂ）に示す如く、外管３５の内側領域γの中心部に位置する。
　図１５（Ａ）に示す如く、４体の攪拌機３０は、角度θ１５、θ１６、θ１７、θ１８の角度間隔を隔てて焼成炉１の中心線ＣＬ廻りに配置される。角度θ１５～θ１８は、６０～１２０度の範囲内の角度に設定される。本例においては、角度θ１５は、１１０度に設定され、角度θ１６は、９０度に設定され、角度θ１７、θ１８は、８０度に設定される。但し、角度θ１５～θ１８を同一角度（例えば、９０度）に設定し、或いは、角度θ１５～θ１８を他の任意の角度に設定することも可能である。
　図１５（Ｂ）に示すように、各攪拌機３０の中心軸線Ｘ－Ｘは、平面視において法線ＲＬに対して（平面視）反時計廻り方向に角度θ１２の傾斜角をなして炉内領域α内に延びる。角度θ１２は、好ましくは、３０～８０度の範囲内、更に好ましくは、４５～７５度の範囲内の角度に設定される。各攪拌機３０の中心軸線Ｘ－Ｘは、図１６に示す如く、水平面に対して角度θ１３の傾斜角をなして炉内側に延びる。角度θ１３は、－１５～４０度の範囲内の角度に好ましく設定し得る。円錐壁６の傾斜面に対する中心軸線Ｘ－Ｘの角度θ１９(交点ＣＰを通る水平軸線廻りの角度）は、５０度≦θ１９≦１０５度の範囲内の角度に好ましく設定し得る。本例においては、水平面に対する円錐壁６の傾斜角度θ１４が、約６５度に設定され、中心軸線Ｘ－Ｘは、円錐壁６に直交する方向（θ１９＝９０度）に配向され、角度θ１３は、約２５度に設定される。
　次に、上記構成の焼成炉１の作動について説明する。
　図１に示す石膏焼成システムと同じく、図１０に示す石膏焼成システムの使用においても、原料石膏供給路Ｓによって燃焼領域αに供給された原料石膏Ｍが、燃焼領域αの下部に堆積し、燃焼管２の高温ガス噴流Ｈｇとして小径管２４の下端開口から炉底部に噴流する。
　攪拌機３０が作動され、駆動軸４１及び回転軸３６を介して駆動装置４０の回転トルクが攪拌翼３１に伝達し、攪拌翼３１は回転する。攪拌機３０の回転数は、２００～４００rpm、例えば、３００rpmに設定される。堆積層Ｍｓの原料石膏Ｍは、高温ガス噴流Ｈｇによって流動化するとともに、高温ガス噴流Ｈｇとの伝熱接触によって化合水を失い、主として半水石膏に焼成される。図１に示す石膏焼成システムと同じく、高温ガス噴流Ｈｇは、原料石膏Ｍを加熱して冷却した後、排ガス管Ｅに流入し、粉体分離装置Ｂ及び集塵装置を介して系外に排気される。
　前述のとおり、高温ガス噴流Ｈｇの圧力によって堆積層Ｍｓの中心部を上昇した原料石膏Ｍの多くは、堆積層Ｍｓの上層部において径方向外方に移動し、円錐壁６の炉内壁面に沿って降下し、炉底部に循環する。原料石膏Ｍは、このような流動過程で高温ガスと熱交換して加熱され、化合水を喪失して半水石膏等に焼成された後、オーバーフロー装置９によって焼成石膏導出口８から炉外に導出され、搬出路Ｖにより焼成石膏Ｗとして次工程の装置系等に供給される。
　攪拌翼３１は、円錐壁６の近傍に位置する原料石膏Ｍを円錐壁６の周方向に付勢し、原料石膏Ｍに対して炉体周方向の運動を与え、或いは、原料石膏Ｍの炉体周方向の運動を助勢する。高温ガス噴流Ｈｇによって流動化した原料石膏Ｍ、或いは、高温ガス噴流Ｈｇに浮遊した原料石膏Ｍは、攪拌翼３１によって比較的容易に炉体周方向に偏向されるので、炉内壁面近傍を炉体周方向に流動する原料石膏Ｍ又は焼成石膏Ｗの流れ又は移動層が堆積層Ｍｓ内に形成される。この流れ又は移動層は、独立した流れ又は移動層として必ずしも明確でなくとも良い。即ち、攪拌機３０は、炉内壁面近傍の原料石膏Ｍ又は焼成石膏Ｗの少なくとも一部を炉体周方向に積極的に流動せしめる力学的作用を確保し、或いは、このような作用を堆積層Ｍｓに付与することを意図したものである。
　このような焼成炉１の実機を使用した本発明者の実験によれば、本実施例に係る焼成炉１において二水石膏を半水石膏に焼成した場合、攪拌機３０を作動させると、攪拌機３０の非作動時に比べて焼成石膏Ｗ中の二水石膏の割合が低下し、化合水量が全体的に低下した焼成石膏であって、所謂「焼きむら」の少ない均一な半水石膏を製造し得ることが判明した。また、このように原料石膏Ｍを均一に焼成し得ることから、焼成温度の設定値を約６～７度低下させ、例えば、温度検出器Ｔによって検出される焼成温度に関し、その目標値又は設定値＝１５０度を目標値又は設定値＝１４３度又は１４４度に低下させることが可能となった。例えば、都市ガスを焼成炉１の燃料として使用する場合、燃料消費量は、炉内温度設定値を６．５度低下させることにより、約５％低下する。従って、上記構成の攪拌機３０の使用は、焼成炉１の燃料消費量を削減する上で、極めて有効な手段であると考えられる。
　なお、上記実施例では、４体の攪拌機が焼成炉の炉壁に周方向に隔設されているが、２～３体の攪拌機、或いは、５体以上の攪拌機を炉壁に隔設しても良い。また、上記実施例においては、攪拌機の回転中心軸線は、斜め上方に炉内に延びるように傾斜しているが、攪拌機の回転中心軸線を水平方向に配向し、或いは、若干斜め下方に向けて配向しても良い。
　更に、上記実施例において、攪拌翼は、放射状に配置された４枚の羽根部を備えたパドル型の攪拌翼として構成されているが、攪拌翼は、２～３枚、或いは、５枚以上の羽根部を備えても良い。また、上記攪拌機の攪拌翼として、プロペラ型又はタービン翼型等のような他形式の攪拌翼を採用することも可能である。
　以上、本発明の好適な実施形態及び実施例について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態又は実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の範囲内で種々の変形又は変更が可能である。
　例えば、上記実施例では、上記実施例は、マルチチューブ型の燃焼管に対して本発明の構成を適用した石膏焼成炉に関するものであるが、燃焼管の下端部にスリット等を形成した形式の燃焼管等に本発明を適用しても良い。
　また、上記実施例は、コニカルケトル型の石膏焼成炉に関するものであるが、円筒状形態の焼成炉等の他の形態の石膏焼成炉において、本発明の構成を適用することも可能である。
　更に、上記実施例は、二水石膏を半水石膏に焼成する石膏焼成炉に関するものであるが、二水石膏を無水石膏に焼成する石膏焼成炉や、石膏廃材を原料石膏として用いる石膏焼成炉等に本発明の構成を適用しても良い。
　本発明は、石膏焼成炉及び石膏焼成方法に適用される。本発明は殊に、石膏系面材の原料として使用される半水石膏等を製造すべく、原料石膏を焼成又は乾燥させる石膏焼成炉及び石膏焼成方法に好ましく適用される。本発明によれば、炉内の原料石膏堆積層の流動性を改善し、焼成石膏の「焼きむら」発生を防止するとともに、焼成炉の燃料消費量を削減することができるので、その実用的価値は、顕著である。また、本発明の構成は、新設の焼成炉のみならず、既設の焼成炉の改修に対しても比較的容易に適用し得るので、実務的に有利である。
１　石膏焼成炉
２　燃焼管
３　炉頂壁
４　炉壁
５　円筒壁
６　円錐壁
７　炉底壁
８　焼成石膏導出口
９　オーバーフロー装置
１０　固定羽根（補助装置）
１５　凸状曲面
１６　凹状曲面
２４　小径管
３０　攪拌機（補助装置）
３１　攪拌翼
３２　ボス部
３３　羽根部
３４　回転軸支承部
３５　外管
３６　回転軸
３７　円錐壁貫通部
４０　駆動装置
６０　基部
α　炉内領域
β　管内領域
γ　内側領域
η　重なり領域
ν　重なり領域の径方向外端Ｈ　高温ガス（高温の熱ガス）
Ｈｇ　高温ガス噴流
Ｍ　原料石膏
Ｍａ　堆積層の上面
Ｍｓ　原料石膏の堆積層
Ｐ　流動路
Ｓ　原料石膏供給路
Ｗ　焼成石膏
Ｘ　回転軸の回転中心軸線
ＣＬ　中心線
ＣＰ　交点
ＲＬ　法線
θ１～θ６、θ１１～θ１９　角度

Claims (25)

  1. 　円形又は環状の水平断面又は水平輪郭の炉内壁面を有する石膏焼成炉と、該焼成炉の中心部に配置され、高温ガスを生成する燃焼管とを備え、該燃焼管の下部に配設された高温ガス出口部から高温ガス噴流を炉内領域に噴出し、炉内領域に連続的又は断続的に供給される原料石膏を高温ガスによって焼成し又は乾燥させ、焼成又は乾燥した石膏を炉外に排出する石膏焼成装置において、
    　炉内壁面近傍の原料石膏を前記焼成炉の周方向に付勢し、或いは、炉内壁面近傍の原料石膏の周方向の運動を助勢する補助装置を備え、
    　該補助装置は、前記燃焼管の外周域に角度間隔を隔てて周方向に配列した複数の固定羽根を有し、
    　隣り合う前記固定羽根は、炉底部に噴流した前記高温ガスの上昇流を前記燃焼管の径方向外方且つ周方向に偏向する前記高温ガス及び原料石膏の流動路を形成することを特徴とする石膏焼成装置。
  2. 　隣り合う前記固定羽根は、炉内外周帯域に向かって開放し且つ鉛直方向に対して全体的に傾斜して上下方向に延びる前記流動路を形成することを特徴とする請求項１に記載の石膏焼成装置。
  3. 　前記燃焼管の中心軸線を中心とした前記固定羽根の下部外端及び下部内端の角度位置に関し、前記高温ガス噴流の偏向方向において後方に位置する前記固定羽根の下部外端が、前記高温ガス噴流の偏向方向において前方に位置する前記固定羽根の下部内端よりも偏向方向前方の角度位置に位置するように位置決めされ、或いは、前記燃焼管に取付けられる前記固定羽根の基端部は、隣接する前記固定羽根の基端部と平面視において互いに重なり合い、隣り合う前記固定羽根の重なり領域（η）を前記燃焼管の下端部外周域に形成することを特徴とする請求項１又は２に記載の石膏焼成装置。
  4. 　前記角度間隔は、１０～６０度の範囲内の角度に設定されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の石膏焼成装置。
  5. 　前記固定羽根は、炉内領域に堆積した前記原料石膏の堆積層に少なくとも部分的に埋没する高さ位置に配置されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の石膏焼成装置。
  6. 　前記固定羽根は、湾曲した前記流動路を形成する湾曲板からなり、該流動路は、前記上昇流とともに上方に流動する前記原料石膏を周方向且つ径方向外方に偏向することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の石膏焼成装置。
  7. 　前記固定羽根の上縁部は、平面視において湾曲するとともに、前記燃焼管の径方向外方に向かって全体的に下方に傾斜していることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の石膏焼成装置。
  8. 　前記固定羽根の下縁部は、平面視において湾曲し、前記下縁部の外端部は、前記炉内壁面から所定の水平距離(dc)を隔てて離間しており、前記水平距離(dc)は、前記外端部のレベルにおける前記炉内壁面の内径(da)に対し、該内径(da)×０．１以下の寸法に設定されることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の石膏焼成装置。
  9. 　円形又は環状の水平断面又は水平輪郭の炉内壁面を有する石膏焼成炉と、該焼成炉の中心部に配置され、高温ガスを生成する燃焼管とを備え、該燃焼管の下部に配設された高温ガス出口部から高温ガス噴流を炉内領域に噴出し、炉内領域に連続的又は断続的に供給される原料石膏を高温ガスによって焼成し又は乾燥させ、焼成又は乾燥した石膏を炉外に排出する石膏焼成装置において、
    　炉内壁面近傍の原料石膏を前記焼成炉の周方向に付勢し、或いは、炉内壁面近傍の原料石膏の周方向の運動を助勢する補助装置を備え、
    　該補助装置は、前記炉内壁面が構成する円錐面又は内周面を貫通する攪拌機を有し、
    　該攪拌機は、炉内に堆積した原料石膏の上面よりも下方の位置において前記円錐面又は内周面から炉内に突出する回転軸と、該回転軸の回転によって炉内領域で回転する攪拌翼とを備えており、
    　前記回転軸の回転中心軸線(X)は、該回転中心軸線(X)と前記円錐面又は内周面との交点(CP)を通る法線(RL)に対し、平面視３０～８０度の角度（θ１２）をなす方向に配向され、前記攪拌翼は、前記回転中心軸線(X)を中心に回転して、炉内壁面近傍の原料石膏を炉内壁面の周方向に付勢することを特徴とする石膏焼成装置。
  10. 　前記回転中心軸線(X)の角度（θ１２）は、４５～７５度の範囲内の値に設定されることを特徴とする請求項９に記載の石膏焼成装置。
  11. 　前記交点(CP)を通る水平面に対する前記回転中心軸線(X)の傾斜角（θ１３）は、－１５～４０度の範囲内の角度に設定されることを特徴とする請求項９又は１０に記載の石膏焼成装置。
  12. 　前記攪拌翼は、前記回転軸を含む回転中心領域から径方向外方に延びる複数の羽根を有するパドル型攪拌翼からなり、各羽根の構面は、前記回転中心軸線(X)に対し、１０～６０度の範囲内の角度（θ１１）をなして傾斜することを特徴とする請求項９乃至１１のいずれか１項に記載の石膏焼成装置。
  13. 　前記攪拌機は、前記回転軸の外側に同心状に配置された外管と、前記外管の内側に配置された回転軸支承部とを有し、前記外管は、前記焼成炉の炉体に固定され、前記回転軸は、前記回転軸支承部によって回転可能に支持されるとともに、前記外管の炉内側開口端から炉内に延び、前記攪拌翼を炉内領域に担持することを特徴とする請求項９乃至１２のいずれか１項に記載の石膏焼成装置。
  14. 　炉底面に対する前記交点(CP)の高さｈｃは、前記炉底面に対する前記原料石膏の堆積層上面(Ma)の高さｈａに対し、ｈａ×０.３～０.７の範囲内の寸法に設定されることを特徴とする請求項９乃至１３のいずれか１項に記載の石膏焼成装置。
  15. 　少なくとも３体の前記攪拌機が、周方向に角度間隔を隔てて配置されたことを特徴とする請求項９乃至１４のいずれか１項に記載の石膏焼成装置。
  16. 　請求項１乃至８のいずれか１項に記載された石膏焼成装置を用いた石膏焼成方法において、
    　炉底部に噴流した高温ガスの上昇流を前記固定羽根によって前記燃焼管の径方向外方且つ周方向に案内し、該上昇流の偏向によって前記原料石膏を前記燃焼管の径方向外方且つ周方向に流動せしめ、これにより、炉内壁面近傍の原料石膏を前記焼成炉の周方向に付勢し、或いは、炉内壁面近傍の原料石膏の周方向の運動を助勢することを特徴とする石膏焼成方法。
  17. 　前記固定羽根を備えることにより、焼成温度の設定値を５度以上低下させることを特徴とする請求項１６に記載の石膏焼成方法。
  18. 　平面視円形又は環状の炉内壁面を有する焼成炉と、該焼成炉の中心部に配置された燃焼管とを備え、前記燃焼管の下部から噴出する高温ガス噴流によって炉内の原料石膏を焼成し又は乾燥させる石膏焼成方法において、
    　前記燃焼管の外周域に角度間隔を隔てて複数の固定羽根を配列し、
    　炉底部に噴流した前記高温ガス噴流の上昇流を前記固定羽根によって前記燃焼管の径方向外方且つ周方向に案内するとともに、該上昇流によって前記原料石膏を前記燃焼管の径方向外方且つ周方向に流動せしめ、これにより、炉内壁面近傍の原料石膏を前記焼成炉の周方向に付勢し、或いは、炉内壁面近傍の原料石膏の周方向の運動を助勢することを特徴とする石膏焼成方法。
  19. 　前記燃焼管の中心軸線を中心とした前記固定羽根の下部外端及び下部内端の角度位置に関し、前記高温ガス噴流の偏向方向において後方に位置する前記固定羽根の下部外端が、前記高温ガス噴流の偏向方向において前方に位置する前記固定羽根の下部内端よりも偏向方向前方の角度位置に位置するように位置決めされ、これにより、前記原料石膏の炉体周方向の運動を妨げるような径方向外方の高温ガス噴流の運動が抑制され、或いは、隣接する前記固定羽根の基端部が平面視において互いに重なり合うように該固定羽根が配置され、隣り合う前記固定羽根の重なり領域（η）が、前記燃焼管の下端部外周域に形成され、該重なり領域（η）は、前記上昇流が前記燃焼管の外周面近傍の領域を上方に吹き抜けるのを妨げることを特徴とする請求項１８に記載の石膏焼成方法。
  20. 　前記固定羽根を備えることにより、焼成温度の設定値を５度以上低下させることを特徴とする請求項１８又は１９に記載の石膏焼成方法。
  21. 　請求項９乃至１５のいずれか１項に記載された石膏焼成装置を用いた石膏焼成方法において、
    　前記攪拌翼の回転によって、炉内壁面近傍の原料石膏を前記焼成炉の周方向に付勢し、或いは、炉内壁面近傍の原料石膏の周方向の運動を助勢することを特徴とする石膏焼成方法。
  22. 　前記攪拌機の非作動時における焼成温度の設定値に対し、前記攪拌機の作動時における焼成温度の設定値を５度以上低下させることを特徴とする請求項２１に記載の石膏焼成方法。
  23. 　平面視円形又は環状の炉内壁面を有する焼成炉と、該焼成炉の中心部に配置された燃焼管とを備え、前記燃焼管の下部から噴出する高温ガス噴流によって炉内の原料石膏を焼成し又は乾燥させる石膏焼成方法において、
    　炉内に堆積した原料石膏を攪拌翼によって攪拌し、炉内壁面近傍の炉内外周帯域に位置する原料石膏を前記焼成炉の周方向に付勢して、炉内外周帯域の原料石膏を前記焼成炉の周方向に流動させることを特徴とする石膏焼成方法。
  24. 　炉内外周帯域の原料石膏を前記攪拌翼の回転により斜め上方に更に付勢することを特徴とする請求項２３に記載の石膏焼成方法。
  25. 　前記攪拌翼の非作動時における焼成温度の設定値に対し、前記攪拌翼の作動時における焼成温度の設定値を５度以上低下させることを特徴とする請求項２３又は２４に記載の石膏焼成方法。
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