JP4883879B2

JP4883879B2 - Cement manufacturing method

Info

Publication number: JP4883879B2
Application number: JP2003132453A
Authority: JP
Inventors: 牧彦市川; 博章岩川; 清一郎梅本; 明武井; 清鯉渕; 浩山崎; 理恵松野
Original assignee: Taiheiyo Cement Corp
Current assignee: Taiheiyo Cement Corp
Priority date: 2003-05-12
Filing date: 2003-05-12
Publication date: 2012-02-22
Anticipated expiration: 2023-05-12
Also published as: JP2004331473A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、セメントの製造方法に関し、特に、セメント原料である粘土系原料をそのままセメント焼成キルン（以下、「キルン」と略称する）の窯尻部などに投入してセメントクリンカを焼成する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、セメント製造の原料工程において、所望のセメントの化学成分に合致した調合原料を得るため、粘土系原料は、石灰石など他のセメント製造用原料と適正な割合で混合された後、原料ミルで粉砕され、ブレンディングタンクで均斉化された後、焼成工程のプレヒータに投入されていた。
【０００３】
プレヒータに投入された原料は、予熱された後、仮焼炉及びキルンで焼成されてクリンカとなり、クリンカクーラで冷却された後、仕上工程にもたらされる。ここで、クリンカの品質を管理するため、クリンカの成分分析結果に基づいて上記調合原料の調合比を変更していた。
【０００４】
一方、従来、有機質汚染土壌、有害物質によって汚染された土壌、油混入土、下水汚泥、生ごみなどの可燃物を含む廃棄物をセメント焼成設備のキルンの窯尻部または仮焼炉内など８００℃以上の高温部に直接投入し、廃棄物を粘土系原料の一部として再利用することが提案されている（例えば、特許文献１及び２参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−３４６５４０号公報
【特許文献２】
特開２００３−７１４２９号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来のセメントの製造方法においては、粘土系原料は、他の原料とともに粉砕する必要があるため、調合及び粉砕コストがかかる。また、クリンカの品質管理のため、クリンカの成分分析結果より調合原料の調合比を変更するが、調合原料の調合比を変更してから、その影響を受けたクリンカがキルンから排出されるまでに半日以上と長時間を要するため、すなわち、調合比の変更の効果が現れるまでに時間がかかるため、効率的ではないという問題があった。
【０００７】
一方、上記特許文献１及び２に記載の廃棄物の再生処理技術においては、有機質汚染土壌などの可燃物を含む廃棄物をセメント焼成設備のキルンの窯尻部などに直接投入しているが、特許文献１においては、溶媒を加えた後湿式ミルで粉砕し、特許文献２においても、汚染土壌を２００μｍ以下に粉砕した後、キルンの窯尻部などに直接投入している。また、大量の汚染土壌などをキルンの窯尻部などに投入すると、予め原料工程において調合された調合原料の組成と製造されるクリンカの組成とが大きく異なるおそれがあるため、処理量が限定されていた。
【０００８】
そこで、本発明は、上記従来のセメントの製造方法などにおける問題点に鑑みてなされたものであって、粘土系原料を他のセメント製造用原料と混合して粉砕する必要がなく、クリンカの成分を短時間に調整することができ、汚染土壌などの廃棄物についても大量に再生処理することのできるセメントの製造方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明は、粘土系原料をそのまま、セメント焼成キルンの窯尻部、仮焼炉、またはプレヒータの内部温度が８００℃以上の高温部から選択される少なくとも一箇所に投入するセメントの製造方法であって、前記セメント焼成キルンで焼成されたクリンカの化学分析値に基づいて、前記粘土系原料の前記セメント焼成キルンの窯尻部、仮焼炉、またはプレヒータの内部温度が８００℃以上の高温部から選択される少なくとも一箇所への投入量を制御することを特徴とする。ここで、粘土系原料を「そのまま」投入するとは、受け入れた粘土系原料を粉砕することなく、また、粘土系以外の他のセメント製造用原料と混合したり、添加材、水などを加えることなく投入することをいう。
【００１０】
そして、本発明によれば、キルンの窯尻部などに粘土系原料をそのまま投入することにより、調合及び粉砕に要するコストを削減することができる。また、調合原料の調合比を変更した場合でも、その影響を受けたクリンカがキルンから排出されるまでの時間を大幅に短縮することができ、安定した品質のクリンカの製造及び多品種製造切替を容易に行うことができる。さらに、焼成するセメントの品質を切り換える場合などに迅速かつ容易に対応することができる。
【００１１】
前記粘土系原料の化学成分は、ＳｉＯ₂：３０．０％以上、８０．０％以下、Ａｌ₂Ｏ₃：１０．０％以上、３０．０％以下、Ｆｅ₂Ｏ₃：１．０％以上、１０．０％以下、ＣａＯ：０．１％以上、５０．０％以下の範囲とすることができる。
【００１２】
また、前記粘土系原料は、天然粘土、建設発生土、石炭灰、鉄鋼スラグから選択される少なくとも一つを含むようにしてもよい。すなわち、本発明では、通常セメント原料として利用する天然粘土のみならず、建設発生土などの廃棄物についても再生利用することができる。尚、建設発生土とは、汚染土壌、及び汚染土壌以外の建設工事に伴って生ずる土砂などをいう。
【００１３】
前記粘土系原料を、製造されるセメントクリンカ１トン当たり、絶乾ベースで３．５ｋｇ以上、１０５．０ｋｇ以下投入することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００１７】
図１は、本発明にかかるセメントの製造方法を実施するセメント製造設備を示すものであって、原料工程には、原料貯蔵場１、原料調合設備２、原料ミル３、ブレンディングタンク４が設けられ、粉砕されたセメント原料Ｒがセメント焼成系のサスペンションプレヒータに供給される。
【００１８】
セメント焼成系のサスペンションプレヒータは、複数段のサイクロン５、６、７、８と、仮焼炉９とで構成され、キルン１０の排ガスが、仮焼炉９、サイクロン８、７、６、５へ順に供給される。そして、最上段のサイクロン５にセメント原料Ｒが投入され、このセメント原料Ｒが最下段のサイクロン８に達するまでに８５０℃〜９００℃に加熱される。その後、セメント原料Ｒは、仮焼炉９及びキルン１０において焼成されてクリンカＣとなり、クリンカクーラ１１で冷却され、次工程の図示しない仕上工程において石膏が加えられた後粉砕され、セメントが得られる。
【００１９】
本発明は、上述のように、セメント原料である粘土分の一部（以下、「粘土系原料Ｓ」という）を、従来の原料調合設備２を介してではなく、キルン１０の窯尻部１０ａなどにそのまま投入することを特徴とする。窯尻部１０ａ以外にも、仮焼炉９や、最下段のサイクロン８の原料シュート８ａなどの高温部に投入することができ、これらのいずれか一箇所だけではなく、複数箇所に投入することもできる。
【００２０】
そのまま窯尻部１０ａなどに投入するため、粘土系原料Ｓが炭酸カルシウムを含むと吸熱反応を起こすため好ましくない。従って、粘土系原料Ｓは、石灰石を含まないようにすることが必要である。また、石ころなどのレキ分が含まれると、クリンカＣの品質に悪影響を及ぼすため、好ましくない。但し、レキ分を含まなければ、３０ｍｍ程度以下の塊状となっていても差し支えない。粘土系原料Ｓが含有する水分は、少ない方が好ましいが、５０％以下であれば差し支えなく、望ましくは３０％以下である。
【００２１】
上述のように、本発明では、石灰石を除くセメント原料を対象とすることができるが、化学分析値で示せば、ＳｉＯ₂：３０．０％以上、８０．０％以下、Ａｌ₂Ｏ₃：１０．０％以上、３０．０％以下、Ｆｅ₂Ｏ₃：１．０％以上、１０．０％以下、ＣａＯ：０．１％以上、５０．０％以下の粘土系原料Ｓが対象となる。これらは、天然粘土に限定されず、建設発生土、石炭灰、鉄鋼スラグ等の廃棄物であってもよい。
【００２２】
また、油分の多い粘土分をキルン１０の窯尻部１０ａなどに直接投入すると、油分を瞬時に揮発、完全燃焼させることができるため、油分の付着による電気集塵機の集塵能力の減退を生じない。従って、排煙が悪化することがないため、従来油分を除去した後セメント原料として有効利用していた油混入土についても、油分を除去することなくそのまま利用することができる。
【００２３】
本発明では、製造されるセメントクリンカ１トン当たり、絶乾ベースで３．５ｋｇ以上、１０５．０ｋｇ以下の粘土系原料Ｓを窯尻部１０ａなどに投入することができる。粘土系原料Ｓを、従来の原料調合設備２を介さず窯尻部１０ａなどに直接投入することによって、調合原料の調合比を変更した場合でも、その影響を受けたクリンカＣがキルン１０から排出されるまでの時間が４時間程度と大幅に短縮される。そのため、調合原料の制御に対して敏速に応答できるようになり、安定した品質のクリンカ製造及び多品種製造切替が容易になる。
【００２４】
キルン１０の窯尻部１０ａなどへの粘土系原料Ｓの投入量は、キルン１０で焼成されたクリンカＣの化学分析値に基づいてフィードバック制御することが好ましい。また、粘土系原料Ｓ以外の原料による調合原料の化学分析値に基づいて、キルン１０の窯尻部１０ａなどへの粘土系原料Ｓの投入量をフィードフォワード制御するようにしてもよい。
【００２５】
次に、上記のように、粘土系原料Ｓをキルン１０の窯尻部１０ａなどへ投入した場合のクリンカ成分のシミュレーション結果について説明する。このシミュレーションは、現実の調合原料成分の分析結果に基づいて、ブレンディングタンク４、キルン１０、クリンカクーラ１１の原料またはクリンカの通過時間、混合モデルを用いてクリンカ成分変動を推定し、さらに、クリンカ成分による粘土系原料Ｓの投入量のフィードバック制御、及びキルン送り原料（セメント原料Ｒ）の成分による粘土系原料Ｓの投入量のフィードフォワード制御の効果をシミュレーションした。
【００２６】
シミュレーションには、現実の調合原料分析データを使用し、調合原料の成分（水硬率ＨＭ）のばらつきの大きい場合と、小さい場合の両方について約２０日間のデータを用いた。そして、最初に粘土系原料Ｓを、製造されるセメントクリンカ１トン当たり、絶乾ベースで４０ｋｇ（以下、「４０ｋｇ／ｔ」のように記載する）の一定比率で投入してクリンカＣのＨＭの平均値を求め、次に、この平均値を目標にして上記フィードバック制御及びフィードフォワード制御のシミュレーションを行った。従って、両制御についても、粘土系原料Ｓの平均投入量は、４０ｋｇ／ｔである。また、粘土系原料Ｓの変動は、ＳｉＯ₂を±１０％（中心は、ＳｉＯ₂：５６％、Ａｌ₂Ｏ₃：１３．６％、Ｆｅ₂Ｏ₃：５．０％、ＣａＯ：９．２％）変化させたが、他の成分は、ＳｉＯ₂に対する１次回帰で変化するものとした。
【００２７】
シミュレーションの結果を図２に示す。図の縦軸は、３０分ごとに測定するクリンカ成分のＨＭの推定標準偏差σであり、サンプリングや分析誤差は含まれない。また、この推定σは、調合原料と粘土系原料Ｓの成分から推定したものであって、燃料その他のキルンへの投入した物質の影響も考慮していない。
【００２８】
横軸はシミュレーションの条件を表している。
【００２９】
▲１▼は、粘土系原料Ｓを使用していない状態であり、調合原料のＨＭのばらつきの大きい場合と、小さい場合の２水準を表している。
【００３０】
▲２▼は、粘土系原料Ｓをキルン１０の窯尻部１０ａに定量投入した場合を示す。投入量は、４０ｋｇ／ｔである。ここで、粘土系原料Ｓの成分が一定の場合と、粘土系原料ＳのＳｉＯ₂ が±１０％変動した場合のシミュレーション結果をプロットしている。
【００３１】
▲３▼は、クリンカのオンライン分析計（分析周期３０分）を用いて粘土系原料Ｓの投入量を変化させるフィードバック制御を行った場合を示している。粘土系原料Ｓの成分変動周期が長い場合（１００時間）には、この制御による効果が大きい。また、調合原料の成分変動が大きい場合には、その影響をも粘土系原料Ｓの添加量制御で抑制することができる。一方、粘土系原料Ｓの成分変動が短周期（２．５時間）の場合には、この制御による効果が小さい。
【００３２】
▲４▼上記の制御方法に加え、キルン送り原料をオンライン分析（分析周期３０分）し、この原料成分に基づいて粘土系原料Ｓの投入量を変化させるフィードフォワード制御を併用すると、調合原料成分の変動が相対的に大きい場合、すなわち、調合原料の成分変動が大きく、粘土系原料Ｓの添加量及び成分変動が小さい場合には、特にこの制御の効果が大きい。
【００３３】
以上のシミュレーション結果から、図１に示すように、キルン１０の窯尻部１０ａなどに粘土系原料Ｓをそのまま投入しても、クリンカ成分による粘土系原料Ｓの投入量のフィードバック制御、及びキルン送り原料成分による粘土系原料Ｓの投入量のフィードフォワード制御によって、粘土系原料Ｓを投入しない従来の場合に比較してクリンカの成分変動を低く抑えられることが判る。
【００３４】
次に、本発明にかかるセメントの製造方法の試験例について説明する。
【００３５】
この試験では、図３に示すように、３段のプレヒータサイクロン２１、２２、２３と、仮焼炉２４として、ＲＳＰ（商品名、川崎重工業株式会社、太平洋セメント株式会社製）とを備えたセメント焼成設備を用いて試験を行った。この設備では、最上段サイクロン２１に投入されたセメント原料Ｒは、プレヒータの下部より上昇する仮焼炉２４からの高温ガス及びキルン２５の排ガスと順次熱交換されながら脱炭酸され、キルン２５へ導かれる。
【００３６】
そして、粘土系原料Ｓをキルン２５の窯尻部２５ａに投入しない場合（比較例１）と、粘土系原料Ｓをキルン２５の窯尻部２５ａに５０ｋｇ／ｔ投入した場合（実施例１）と、１００ｋｇ／ｔ投入した場合（実施例２）とを比較した。ここで、いずれの場合も、窯入原料（キルン２５へ投入される原料）のＨＭが２．３５となるように制御した。尚、投入した粘土系原料Ｓの品質は表１に示すとおりである。
【００３７】
【表１】

【００３８】
試験結果を表２に示す。尚、実施例１は、４日間連続運転の平均値、実施例２は、８時間連続運転の平均値、比較例１は、１日間連続運転の平均値である。
【００３９】
【表２】

【００４０】
同表から明らかなように、実施例１及び２について、比較例１と同様の運転状況となり、粘土系原料Ｓを１００ｋｇ／ｔまで投入しても特に問題なくクリンカを焼成できることが判る。
【００４１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、粘土系原料を他のセメント製造用原料と混合して粉砕する必要がなく、クリンカの成分を短時間に調整することができ、汚染土壌などの廃棄物についても大量に再生処理することのできるセメント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】本発明にかかるセメントの製造方法を実施するセメント製造設備を示す概略図である。
【図２】本発明にかかるセメントの製造方法によるクリンカ成分のシミュレーション結果を示すグラフである。
【図３】本発明にかかるセメントの製造方法の試験に用いたセメント製造設備を示す概略図である。
【符号の説明】
１原料貯蔵場
２原料調合設備
３原料ミル
４ブレンディングタンク
５〜８サイクロン
８ａ原料シュート
９仮焼炉
１０キルン
１０ａ窯尻部
１１クリンカクーラ
２１〜２３サイクロン
２４仮焼炉
２５キルン
２５ａ窯尻部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for producing cement, and in particular, relates to a method for firing cement clinker by directly putting a clay-based material, which is a cement material, into a kiln bottom of a cement firing kiln (hereinafter abbreviated as “kiln”). .
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in the raw material process of cement production, in order to obtain a blended raw material that matches the chemical composition of the desired cement, the clay-based raw material is mixed with other raw materials for cement production such as limestone in an appropriate ratio, and then in a raw material mill. After being pulverized and homogenized in a blending tank, it was put into a preheater in the firing step.
[0003]
The raw material charged into the preheater is preheated and then baked in a calcining furnace and kiln to become a clinker, cooled by a clinker cooler, and then brought to a finishing process. Here, in order to manage the quality of the clinker, the blending ratio of the blended raw materials was changed based on the component analysis result of the clinker.
[0004]
On the other hand, waste containing combustible materials such as organic contaminated soil, soil contaminated with harmful substances, oil-contaminated soil, sewage sludge, garbage, etc. is conventionally used in the kiln bottom of a kiln or in a calcining furnace 800 It has been proposed that the waste is directly reused as a part of the clay-based raw material by directly putting it into a high-temperature part at or above C (see, for example, Patent Documents 1 and 2).
[0005]
[Patent Document 1]
JP 2002-346540 A [Patent Document 2]
Japanese Patent Laid-Open No. 2003-71429
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional method for producing cement, the clay-based raw material needs to be pulverized together with other raw materials, so that preparation and pulverization costs are required. In addition, for the quality control of clinker, the blending ratio of the blended raw material is changed from the clinker component analysis result, but after the blending ratio of the blended raw material is changed, the affected clinker is discharged from the kiln. Since it takes more than half a day and a long time, that is, it takes time until the effect of changing the blending ratio appears, there is a problem that it is not efficient.
[0007]
On the other hand, in the waste recycling technology described in Patent Documents 1 and 2, waste containing combustible materials such as organic polluted soil is directly put into the kiln bottom of a kiln of a cement firing facility, In patent document 1, after adding a solvent, it grind | pulverizes with a wet mill, and also in patent document 2, after grind | pulverizing contaminated soil to 200 micrometers or less, it is thrown directly into the kiln bottom part of a kiln. In addition, if a large amount of contaminated soil or the like is introduced into the kiln bottom of the kiln, the composition of the prepared raw material prepared in advance in the raw material process and the composition of the clinker to be manufactured may be greatly different. It was.
[0008]
Therefore, the present invention has been made in view of the problems in the conventional cement production method and the like, and it is not necessary to mix and pulverize the clay-based raw material with other raw materials for cement production. It is an object of the present invention to provide a method for producing a cement that can be adjusted in a short time and can recycle a large amount of waste such as contaminated soil.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above-mentioned object, the present invention puts the clay-based raw material as it is into at least one place selected from a kiln bottom part of a cement-fired kiln, a calcining furnace, or a high-temperature part where the internal temperature of the preheater is 800 ° C or higher. A method for producing cement, wherein, based on a chemical analysis value of a clinker fired in the cement fired kiln, an inner temperature of the kiln bottom, calciner, or preheater of the cement fired kiln of the clay-based material is It is characterized in that the input amount to at least one place selected from a high temperature part of 800 ° C. or higher is controlled . Here, to input the clay-based raw material “as is” means that the received clay-based raw material is not pulverized, mixed with other raw materials for cement production other than clay-based materials, or added with additives, water, etc. It means to throw in without.
[0010]
And according to this invention, the cost which preparation and a grinding | pulverization require can be reduced by throwing a clay-type raw material into a kiln bottom part etc. of a kiln as it is. In addition, even when the blending ratio of the blended raw materials is changed, the time until the affected clinker is discharged from the kiln can be greatly shortened, and stable clinker production and multi-product production switching can be performed. It can be done easily. Furthermore, it is possible to respond quickly and easily when switching the quality of the cement to be fired.
[0011]
The chemical components of the clay-based raw material are SiO ₂ : 30.0% or more and 80.0% or less, Al ₂ O ₃ : 10.0% or more and 30.0% or less, Fe ₂ O ₃ : 1.0% The content can be made 10.0% or less and CaO: 0.1% or more and 50.0% or less.
[0012]
The clay-based raw material may include at least one selected from natural clay, construction generated soil, coal ash, and steel slag. In other words, in the present invention, not only natural clay that is usually used as a raw material for cement but also waste such as construction generated soil can be recycled. The construction generated soil refers to contaminated soil and soil and sand generated in connection with construction work other than the contaminated soil.
[0013]
The clay-based raw material can be fed in an amount of 3.5 kg or more and 105.0 kg or less on a completely dry basis per ton of cement clinker to be produced.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0017]
FIG. 1 shows a cement production facility for carrying out a method for producing cement according to the present invention. In the raw material process, a raw material storage place 1, a raw material preparation facility 2, a raw material mill 3, and a blending tank 4 are provided. The crushed cement raw material R is supplied to a suspension preheater of a cement firing system.
[0018]
The cement firing suspension pre-heater is composed of a plurality of cyclones 5, 6, 7, 8 and a calcining furnace 9, and the exhaust gas from the kiln 10 is transferred to the calcining furnace 9, the cyclones 8, 7, 6, 5 They are supplied in order. Then, the cement raw material R is charged into the uppermost cyclone 5, and the cement raw material R is heated to 850 ° C. to 900 ° C. until it reaches the lowermost cyclone 8. Thereafter, the cement raw material R is baked in the calcining furnace 9 and the kiln 10 to become the clinker C, cooled by the clinker cooler 11, crushed after gypsum is added in a finishing step (not shown) of the next step, and a cement is obtained. .
[0019]
In the present invention, as described above, a part of the clay component (hereinafter referred to as “clay-based raw material S”) is not passed through the conventional raw material blending equipment 2 but the kiln bottom 10a of the kiln 10 as described above. It is characterized in that it is put in as it is. In addition to the kiln butt portion 10a, it can be put into a high temperature part such as the calcining furnace 9 or the raw material chute 8a of the lowermost cyclone 8, and it should be put into not only one of these but also a plurality of places. You can also.
[0020]
Since the clay-based raw material S contains calcium carbonate because it is put into the kiln bottom 10a as it is, it is not preferable because it causes an endothermic reaction. Therefore, it is necessary for the clay-based raw material S not to contain limestone. In addition, the inclusion of pebbles such as stones is not preferable because it adversely affects the quality of the clinker C. However, as long as it does not include the reki, it may be a lump of about 30 mm or less. The amount of water contained in the clay-based raw material S is preferably small, but it may be 50% or less, and desirably 30% or less.
[0021]
As described above, in the present invention, cement raw materials excluding limestone can be targeted. However, if indicated by chemical analysis values, SiO ₂ : 30.0% or more, 80.0% or less, Al ₂ O ₃ : Targeting clay-based raw material S of 10.0% or more and 30.0% or less, Fe ₂ O ₃ : 1.0% or more and 10.0% or less, CaO: 0.1% or more and 50.0% or less Become. These are not limited to natural clay, but may be construction waste, coal ash, steel slag, or other waste.
[0022]
In addition, when a clay component containing a large amount of oil is directly put into the kiln bottom 10a of the kiln 10, the oil component can be instantly volatilized and completely burned, so that the dust collecting capacity of the electric dust collector does not deteriorate due to the adhesion of oil. . Therefore, since the flue gas does not deteriorate, the oil-mixed soil that has been effectively used as a cement raw material after removing the oil can be used as it is without removing the oil.
[0023]
In the present invention, the clay-based raw material S of 3.5 kg or more and 105.0 kg or less can be charged into the kiln bottom part 10a or the like on an absolutely dry basis per 1 ton of cement clinker to be manufactured. Even if the blending ratio of the blended raw material is changed by directly feeding the clay-based raw material S to the kiln bottom 10a without using the conventional raw material blending facility 2, the affected clinker C is discharged from the kiln 10. The time until it is reduced to about 4 hours. Therefore, it becomes possible to respond promptly to the control of the blended raw materials, and it becomes easy to produce a stable quality clinker and a variety of products.
[0024]
The input amount of the clay-based raw material S to the kiln bottom 10a of the kiln 10 is preferably feedback controlled based on the chemical analysis value of the clinker C baked by the kiln 10. Further, the feed amount of the clay-based raw material S to the kiln bottom 10a of the kiln 10 may be feedforward controlled based on the chemical analysis value of the prepared raw material other than the clay-based raw material S.
[0025]
Next, the simulation result of the clinker component when the clay-based raw material S is charged into the kiln bottom 10a of the kiln 10 as described above will be described. This simulation estimates the clinker component fluctuations using the blending tank 4, the kiln 10, the raw material of the clinker cooler 11 or the clinker passage time, and the mixing model based on the analysis result of the actual blended raw material components. The effect of the feedback control of the input amount of the clay-based material S by the feed-forward control of the input amount of the clay-based material S by the components of the kiln feed material (cement raw material R) was simulated.
[0026]
In the simulation, actual blended raw material analysis data was used, and data for about 20 days was used for both cases where the variation of the component of the blended raw material ( hydraulic modulus HM ) was large and small. First, the clay-based raw material S is introduced at a constant rate of 40 kg (hereinafter described as “40 kg / t”) on an absolutely dry basis per ton of cement clinker to be manufactured, and the HM of the clinker C is added. An average value was obtained, and then the feedback control and feedforward control were simulated with this average value as a target. Therefore, the average input amount of the clay-based raw material S is 40 kg / t for both controls. The variation of the clay material S is a SiO ₂ ± 10% _{(center, SiO 2: 56%, Al} 2 O 3: 13.6%, Fe 2 O 3: 5.0%, CaO: 9. 2%), but other components are assumed to change in a linear regression with respect to SiO ₂ .
[0027]
The simulation results are shown in FIG. The vertical axis in the figure is the estimated standard deviation σ of HM of the clinker component measured every 30 minutes, and sampling and analysis errors are not included. Further, this estimated σ is estimated from the components of the blended raw material and the clay-based raw material S, and does not take into consideration the influence of the substance introduced into the fuel or other kiln.
[0028]
The horizontal axis represents the simulation conditions.
[0029]
(1) is a state where the clay-based raw material S is not used, and represents two levels when the HM of the mixed raw material is large and small.
[0030]
(2) indicates a case where the clay-based raw material S is quantitatively charged into the kiln bottom 10a of the kiln 10. The input amount is 40 kg / t. Here, the simulation results are plotted when the components of the clay-based raw material S are constant and when the SiO ₂ of the clay-based raw material S varies ± 10%.
[0031]
(3) shows a case where feedback control is performed to change the input amount of the clay-based raw material S using the clinker online analyzer (analysis cycle 30 minutes). When the component fluctuation period of the clay-based raw material S is long (100 hours), the effect of this control is great. Moreover, when the component fluctuation | variation of a mixing raw material is large, the influence can also be suppressed by the addition amount control of the clay-type raw material S. On the other hand, when the component variation of the clay-based raw material S has a short period (2.5 hours), the effect of this control is small.
[0032]
(4) In addition to the above-mentioned control method, when the feedstock control for changing the input amount of the clay-based raw material S based on this raw material component is performed together with the online analysis of the kiln feed raw material (analysis cycle 30 minutes), the mixed raw material component The control effect is particularly large when the variation of the component is relatively large, that is, when the component variation of the blended raw material is large and the addition amount of the clay-based raw material S and the component variation are small.
[0033]
From the above simulation results, as shown in FIG. 1, even if the clay-based raw material S is input as it is to the kiln bottom 10a of the kiln 10, the feedback control of the input amount of the clay-based raw material S by the clinker component and the kiln feed It can be seen that the feed-forward control of the amount of the clay-based raw material S input by the raw material components can suppress the component variation of the clinker as compared with the conventional case where the clay-based raw material S is not input.
[0034]
Next, a test example of the method for producing cement according to the present invention will be described.
[0035]
In this test, as shown in FIG. 3, a cement provided with three-

stage preheater cyclones

21, 22, and 23 and RSP (trade name, manufactured by Kawasaki Heavy Industries, Ltd., Taiheiyo Cement Co., Ltd.) as the calcining furnace 24. Tests were performed using a firing facility. In this facility, the cement raw material R charged into the uppermost cyclone 21 is decarboxylated while sequentially exchanging heat with the high-temperature gas rising from the lower part of the preheater 24 and the exhaust gas of the kiln 25, and led to the kiln 25. It is burned.
[0036]
When the clay-based material S is not charged into the kiln bottom 25a of the kiln 25 (Comparative Example 1), and when the clay-based material S is charged into the kiln bottom 25a of the kiln 25 at 50 kg / t (Example 1) , 100 kg / t input (Example 2) was compared. Here, in any case, the HM of the raw material in the kiln (the raw material charged into the kiln 25) was controlled to be 2.35. In addition, the quality of the input clay-based raw material S is as shown in Table 1.
[0037]
[Table 1]

[0038]
The test results are shown in Table 2. In addition, Example 1 is an average value of continuous operation for 4 days, Example 2 is an average value of continuous operation for 8 hours, and Comparative Example 1 is an average value of continuous operation for 1 day.
[0039]
[Table 2]

[0040]
As is apparent from the table, the operating conditions of Examples 1 and 2 are the same as those of Comparative Example 1, and it can be seen that the clinker can be fired without any particular problems even when the clay-based raw material S is charged up to 100 kg / t.
[0041]
【Effect of the invention】
As described above, according to the present invention, it is not necessary to mix and pulverize a clay-based raw material with other raw materials for cement production, the components of the clinker can be adjusted in a short time, and waste such as contaminated soil is discarded. It is also possible to provide a method for producing cement capable of regenerating a large amount of materials.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic view showing a cement production facility for carrying out a method for producing cement according to the present invention.
FIG. 2 is a graph showing a simulation result of the clinker component by the cement manufacturing method according to the present invention.
FIG. 3 is a schematic view showing a cement production facility used in a test of a cement production method according to the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Raw material storage place 2 Raw material preparation equipment 3 Raw material mill 4 Blending tank 5-8 Cyclone 8a Raw material chute 9 Calciner 10 Kiln 10a Kiln bottom 11 Clinker coolers 21-23 Cyclone 24 Calciner 25 Kiln 25a Kiln bottom

Claims

A method for producing cement in which a clay-based raw material is directly put into at least one place selected from a kiln bottom part of a cement firing kiln, a calcining furnace, or a high-temperature part where the internal temperature of the preheater is 800 ° C. or more ,
Based on the chemical analysis value of the clinker fired in the cement fired kiln, the internal temperature of the clay fired kiln kiln bottom, calciner, or preheater is selected from a high temperature part of 800 ° C. or higher. A method for producing cement, characterized by controlling the amount of injection into at least one location .

The clay feedstock, SiO ₂ 30.0% or higher, 80.0% or less, Al ₂ O ₃ 10.0% or more, 30.0% or less, Fe ₂ O ₃ 1.0% or more, 10 The method for producing a cement according to claim 1, comprising 0.0% or less and CaO of 0.1% or more and 50.0% or less.

The method for producing cement according to claim 1 or 2, wherein the clay-based raw material includes at least one selected from natural clay, construction generated soil, coal ash, and steel slag.

The method for producing cement according to claim 1, 2 or 3, wherein the clay-based raw material is fed in an amount of 3.5 kg or more and 105.0 kg or less on an absolutely dry basis per 1 ton of cement clinker to be produced.