JP3173322B2 - 高強度ロックウールの製造方法 - Google Patents
高強度ロックウールの製造方法Info
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- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B1/00—Preparing the batches
- C03B1/02—Compacting the glass batches, e.g. pelletising
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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- Processing Of Solid Wastes (AREA)
Description
び各種補強繊維などに利用するのに良好な、不純物含有
量が少なく、高強度を有するロックウールを製造するに
際し、良好な製造状況を維持するのに有効な製造方法に
関する。
原料に成分調整用原料としてケイ石などをコークスと共
にキュポラ上部より供給し、下部より空気ないし酸素富
化空気を吹き込み、燃焼させることによって溶融し、そ
の溶湯を高速回転体で繊維化して製造されるキュポラを
用いる方法と高炉で発生した溶融スラグを電気炉にホッ
トチャージし、ランスを介してケイ砂などの成分調整剤
を不活性ガスと共に溶融スラグに吹き込み、溶湯をバブ
リングして、ケイ砂の溶融と均質化を行うダイレクト法
が知られている。いずれの場合にも繊維化の際に、未繊
維化粒(ショット屑)が15〜20%発生し、この再利
用に関しては電気炉などで再溶融してロックウール製造
原料として使う方法、セメント製造時の添加物として使
う方法、あるいは廃棄する方法等が主なものであった。
またショット屑や水砕スラグのような粒をキュポラで使
用するため、ロータリーキルン等で焼成し、塊状化する
方法が特開平6−171979で提案されている。電気
炉に投入して使用する場合は、ショット屑に含有されて
いる金属鉄、炭素、硫黄等の不純物などのロックウール
の強度を悪くする溶融欠点が、炭素電極を使用する電気
炉雰囲気のために酸化されずに残り、その溶湯を用いて
繊維化したロックウールは依然強度が低いままである。
又、ロータリーキルンで焼成し、塊状化した焼成塊状物
をキュポラに投入して使用する方法は、焼成によって金
属鉄、炭素、硫黄等溶融欠点が酸化されることによって
改善されるものの、塊状の焼成物をキュポラに再投入し
て溶融する過程で、キュポラの還元雰囲気により、焼成
により酸化鉄となったものが還元され金属鉄に逆戻り
し、さらにコークスによる炭素や硫黄等が付加されて溶
湯に入り込むため、繊維化されたロックウールの強度は
改善されないままである。
を解決し、良好な製造状態を維持するのに障害となる事
項を取り除き、断熱材、吸音内装材及び各種補強材など
に利用するのに良好な、不純物含有量が少なく、高強度
を有するロックウールを製造する方法を提供することを
課題とする。
ックウール中に存在する非酸化物系の微小な不純物、特
に金属鉄、リン化鉄、硫化鉄、硫黄、炭素等の溶融欠点
がロックウールを脆弱にしていること、又従来のコーク
スを使用したキュポラあるいはカーボン電極を使用した
電気炉では還元雰囲気下で溶融されるため非酸化物系の
不純物は酸化されない状態でロックウールに含有される
ことを見出だし、ロックウールを高強度にするにはこれ
ら非酸化物の不純物を酸化させ溶湯中に溶解させること
が必要と考え、ショット屑や水砕スラグを主成分とする
原料を酸化雰囲気下で最高焼成温度が900〜1300
℃で1分以上焼成した後、電気炉等に投入し、溶融する
ことに関わる特許出願を既に行っている。なお、電気炉
の雰囲気は焼成物の顕熱を有効に利用するために120
0℃前後の温度に維持されている。焼成の具体的手段と
して、ロータリーキルンを使用し、最高温度を1200
℃とした場合、焼成物は塊状化し、その大きさは30〜
300mm(平均径)が主体であり、大きな塊の中心部
はロータリーキルンで焼成中、焼成不足から酸化されな
い不純物が残る傾向がある。これらの大きな塊はなんら
かの方法で、微細化された粒の大きさになっていれば、
1200℃前後に保持されている電気炉に落とされ、堆
積し、溶融されるまでの間に酸化が促進され、完了する
ことになる。又、この大きさの焼成物が直結する電気炉
に投入される際に、約3mの落差をもって、溶融炉に挿
入されている電極及びその支持装置に当たり、装置を破
損・損傷すること、又電気炉の液面の原料堆積物状に落
下する衝撃により、炉の安定操業を乱す危険がある。上
記に述べたような大きな塊状物の酸化不足傾向と電気炉
への落下時の危険を回避するために、ロータリーキルン
で焼成され、塊状化された焼成物を、電気炉に投入する
前に、水冷式圧延ロール又はスクリューで圧壊、粉砕
し、粒状の形状にして炉に投入することが課題を解決す
るための骨子である。
を図面により、詳しく説明すると、次の通りである。
粒度調整された後、ロータリーキルンに投入、焼成さ
れ、ロータリーキルンを出る塊状の焼成物が圧延ロール
等により圧壊・粉砕されて粒状物となり、電気溶融炉に
落とされ、溶融された溶湯が高速回転体により繊維化さ
れる工程の流れを示す説明図である。
2で内張りされており、ガスないし重油バーナー3で加
熱され所定の温度が維持されている。投入されたショッ
ト屑などの原料4は投入口5より投入され、ロータリー
キルン内で乾燥・焼成されて塊状の焼成物6となり、水
冷式圧延ロール7ないしスクリュー(図示せず)で圧壊
・粉砕されて、粒状の焼成物8となる。これら粒状化さ
れた焼成物は電気炉9の溶湯表面状に山状10に堆積す
る。電気炉は炉壁11と炉蓋12で構成され、水冷構造
ないし耐火物により形成されており、3本のモリブテン
電極は酸化されて消耗されることを防ぐために、水冷式
ホルダー14が取り付けられている。電気炉内は電極に
より1450〜1550℃に加熱され、堆積した粒状の
焼成原料8を加熱・溶融し、溶湯15となり、溶湯出口
16を通り、前炉17内で溶湯の温度を調整された後出
湯18となり、高速回転体19により繊維化されてロッ
クウール20が形成される。
状焼成物と接触するため、耐熱鋼で構成され、水冷され
ている。ロータリーキルンを出る高温の焼成物は、平均
径で30〜300mmの塊状を主体に粒状物や粉体の形
で構成されているが、多孔質の上、比較的壊れやすく、
且つ高温状態に保たれているため、水冷の圧延ロールに
接触すると熱的にも圧壊を促進する。圧壊される焼成物
の大きさは、圧延ロール間の間隔を調整することによっ
て調整される。圧延ロール方式の替わりに水冷式の対の
スクリューを使用しても目的を達することができる。塊
状の焼成物を圧壊して粒状にすることによって、電気炉
の雰囲気内での未酸化不純物の酸化を促進し、且塊状焼
成物が炉雰囲気中を約3m落下して投入される際に、炉
内部の電極やホルダーなどの支持体を損傷して炉へのダ
メージを与えるあたへたり、落下のショックによる操業
の乱れが回避される。
気炉内で未酸化物の酸化を促進し、完了させるためには
実質40mm以下の径であることが必要である。なお、
実質という意味は圧壊・粉砕物が必ずしも球状でないの
で最長と最短の平均値を簡便上採用していることを示し
ている。またロータリーキルンの焼成物出口から電気炉
湯面までの距離が約3mあり、落下物が電気炉に挿入さ
れているモリブテン電極や水冷ホルダーに万一当たっ
て、損傷を与えたり、湯面上に落下した時の衝撃で湯面
が動揺して湯面制御を乱す等の問題を考慮すると平均径
40mm以下の粒状であることが必要である。ちなみに
200mm径の塊状焼成物であれば、重量は約4.2k
g、300mm径の塊状焼成物では約14kgの重量と
なる。これらの重量物が落差3mの距離を落下すれば、
破壊力は極めて大きいものとなる。
屑は全溶融量の15〜20%であり、日産450トンの
平均的ロックウール生産工場ではショット屑が毎日70
〜90トン発生する。更に建築現場で発生するロックウ
ール断熱材の切り屑や建築解体現場で発生するロックウ
ール断熱材の廃材、また、ロックウールを主原料とする
ロックウール製品の切り屑や廃材等の再利用は業界とし
ての大きな課題であり、従来、有効に利用する方法がな
かったこれらの産廃物を焼成することによって、溶融欠
点を除去しながら有効な原料として、ロックウールの基
本組成を乱さない範囲で再利用することが可能となっ
た。また、水砕スラグなど金属鉄や硫黄を包含する原料
をショット屑などの産廃物に一部混ぜて焼成することに
よって、金属鉄を酸化、硫黄をガスとして放出した後、
生成する塊状焼成物を圧壊・粉砕して電気炉に投入、溶
融し、繊維化して高強度ロックウールを製造することも
できる。
クウールのショット屑等の産廃物を主体とする原料を予
めロータリーキルン等で塊状の焼成物とした後水冷式圧
延ロール等の装置にて圧壊・粉砕し、細かい粒状とする
ので、電気炉に投入された細かい粒状物は内部まで熱が
容易に伝わり、金属鉄等は酸化溶融され、硫黄はガスと
して放出される。また電気炉に投入される原料が細かい
ので電気炉のモリブテン電極や水冷ホルダーに万一当た
っても損傷を与えたり、湯面上に落下した時の衝撃で湯
面が動揺して湯面制御を乱すことはなく、均質な溶湯が
得られる。その結果高強度のロックウールを得ることが
できる。
100の傾斜、2.5〜5rpmの回転速度を有するロ
ータリーキルンに200kg/時間の割合でショット屑
を投入し、最高温度1200℃、投入から排出されるま
での時間20分で焼成した。廃ガス中の酸素濃度は2.
5%、二酸化炭素の濃度は11.7%であった。焼成し
た塊状の焼成物を直径400mmの対の水冷式圧延ロー
ルの間隔を40mmにして圧壊・粉砕して、次の粒度分
布の粒状焼成物を得た。なお、粒状焼成物の形状は必ず
しも球状ではないので、平均径を測定し算出した。表1
に示す。
の温度を1470℃に保持しながら、炉内の滞留時間を
15分、30分、60分として、湯口から排出し、高温
回転体で繊維化し、平均繊維径4μmの本発明の高強度
ロックウールを得た。該繊維の単繊維の引張り強度を測
定し表2に示す。なお比較のため従来のキュポラの溶湯
に基づくロックウールの単繊維の引張り強度を比較例と
して表2に示す。
て、ショット屑80%、水砕スラグ20%の原料を投入
し焼成し、焼成塊状物を圧壊・粉砕して、粒状焼成物を
造り、電気炉で溶融し、溶湯を高速回転体で繊維化し
た。粒状物の粒度分布、単繊維の引張り強度とも、実施
例1とほぼ類似の結果を得、品質上、何等問題はなかっ
た。
て、ショット屑70%、水砕スラグ15%、汚泥焼却灰
5%、ロックウールを使用した天井材の廃材10%を混
合・投入し、焼成塊状物を圧壊・粉砕して、粒状焼成物
を造り、電気炉で溶融し、溶湯を高速回転体で繊維化し
た。粒状物の粒度分布、単繊維の引張り強度とも、実施
例1とほぼ類似の結果を得、品質上、何等問題はなかっ
た。
ト屑等の産廃物のロックウール原料としての再利用が課
題となっている。これらショット屑等の産廃物中には金
属鉄、リン化鉄、硫化鉄、炭素、硫黄等の不純物及び気
泡、筋等の溶融欠点が包含されており、これら溶融欠点
の存在がロックウールの強度が低く、脆く折れやすく、
柔軟性がないことの主因となっている。これらの溶融欠
点を包含するショット屑等を、焼成による酸化処理をせ
ずに原料として再利用するか、または焼成して塊状化し
た原料をキュポラ等還元性溶融状態下で再利用すれば溶
融欠点が再現され、ロックウールの強度などの物性は改
善されない。本発明のショット屑等の産廃物を主体とす
る原料を酸化雰囲気下で焼成してなる塊状の焼成物を圧
延ロール等で圧壊・粉砕して粒状の焼成物とした後、電
気炉に投入して溶融し、繊維化する方法を取ることによ
って、ショット等の産廃物の溶融欠点が、ほぼ完全に解
消され、かつ電気炉の電極など設備の損傷や操業の乱れ
等の問題が解決され、高強度ロックウールの効率的な製
造が可能となる。
装置の一例のフローシート。
Claims (3)
- 【請求項1】 ロックウールのショット屑等の産廃物を
主体とする原料を酸化性雰囲気化で焼成してなる塊状の
焼成物を直ちに電気炉に投入、溶融し、高速回転体で繊
維化するロックウール製造方法において、塊状の焼成物
を水冷式圧延ロール等の装置にて圧壊・粉砕し、粒状と
した後電気炉に投入することを特徴とする高強度ロック
ウールの製造方法。 - 【請求項2】 塊状物を圧壊・粉砕してできる粒状焼成
物の大きさが、実質40mm以下の粒状であることを特
徴とする請求項1記載の高強度ロックウールの製造方
法。 - 【請求項3】 ショット屑などの産廃物がショット屑、
ロックウール屑、ロックウールを主原料とするロックウ
ール製品の廃材及び水砕スラグである請求項2記載の高
強度ロックウールの製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11763095A JP3173322B2 (ja) | 1995-04-20 | 1995-04-20 | 高強度ロックウールの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11763095A JP3173322B2 (ja) | 1995-04-20 | 1995-04-20 | 高強度ロックウールの製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08290934A JPH08290934A (ja) | 1996-11-05 |
JP3173322B2 true JP3173322B2 (ja) | 2001-06-04 |
Family
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP11763095A Expired - Fee Related JP3173322B2 (ja) | 1995-04-20 | 1995-04-20 | 高強度ロックウールの製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8783067B2 (en) * | 2006-06-13 | 2014-07-22 | Johns Manville | Use of pre-reacted cements as raw material for glass production and the manufacture of fiber therefrom |
-
1995
- 1995-04-20 JP JP11763095A patent/JP3173322B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Publication date |
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JPH08290934A (ja) | 1996-11-05 |
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