JPH03112837A - セメントクリンカの粉砕方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ａ、　産業上の利用分野 本発明は、セメントクリンカの粉砕方法に関する。

ｂ、　従来の技術 従来より各種ポルトランドセメントは、原料粉砕工程に
おいて石灰石、粘土等の原料を目標組成となるよう調合
したのち、粉末状に粉砕し、次いで焼成工程において粉
末状原料を焼成して塊状のタリン力とし、さらに仕上粉
砕工程において上記タリン力に適当量の石膏を配合の上
、再度粉末状に仕上粉砕することにより製造されている
。

ここで、上記原料粉砕工程と焼成工程との間には、粉砕
原料の貯蔵設備が、また焼成工程と仕上粉砕工程との間
には、タリン力の貯蔵設備がそれぞれ設けられている。

また、このようなセメントクリンカの仕上粉砕には、従
来より主としてボールミルが使用されてきたが、近年ロ
ーラミルやロールプレスによる予備粉砕装置を付属した
ボールミルが使用され始めている。

Ｃ１発明が解決しようとする課題 しかしながら、上述した従来技術においては、２品種以
上のポルトランドセメントをつくり分ける場合において
は、その化学組成を変える必要性から原料粉砕工程およ
び焼成工程において、それぞれの品種を製造しなければ
ならず、また、それぞれの品種用に製造した粉砕原料お
よびタリン力は、別々に貯蔵しなければならなかった。

このため、原料粉砕工程および焼成工程の運転に際して
、品種の切替が煩わしく、また、切替の過程で生産され
た中間製品の処理にも問題が生じていた。さらに、設備
的にも粉砕原料およびタリン力の品種に応じて、それぞ
れ専用の貯蔵設備を設けることが必要であり、不経済で
あった。

ｄ、　課題を解決するための手段 本発明は、上述した従来技術が有する８題に鑑みなされ
たものであって、１品種の元タリン力から成分の異なる
２品種のセメントを生産することができ、特に元クリン
カの組成と殆ど変わらないセメントの他、早強性の高い
少量の高級セメントを同時に製造することのできる全く
新規なセメントクリンカの粉砕方法を提供するものであ
り、その要旨は、セメントクリンカを１次粉砕したのち
、細粒クリンカと粗粒クリンカとに分級し、これら細粒
クリンカと粗粒クリンカとを別々に２次粉砕し、それぞ
れ別種のセメント製品とする粉砕方法にある。

ｅ、　作用 本発明にかかるセメントクリンカの粉砕方法は、第１図
に示した如くセメントクリンカａを１次ミルｌで粉砕し
、生成した粉砕品を分級機１０で分級する。この際、分
級した粗粒部分と細粒部分とでは、成分の偏在が生じる
。

すなわち、元クリンカに比べて細粒部分には、相対的に
被粉砕性の良いＣＳＳ＜ニーライト）が多く、逆に被粉
砕性の悪いＣ，Ｓ（ビーライト）が少なく偏在する。

ここで、ＣｓＳ　は短期強度の発現に、Ｃｐｓは長期強
度の発現にそれぞれ寄与することから、必要量の石膏す
を添加し、少量の細粒クリンカと過半を占める粗粒クリ
ンカを別々に２次ミル２．２で所定の粉末度に粉砕する
ことにより、粗粒クリンカからは元タリン力の組成に近
いセメントが製造でき、細粒クリンカからは早強性の高
い少量の高級セメントを製造することができる。

ｆ、　実施例 以下、本発明の実施例を添付図面に従って詳細に説明す
るが、本発明は、これら実施例に限定されるものではな
く、各実施例の各部構成を組合せて他の構成としたり、
或いは一部の設計を変更したものを含むものである。

第２図は、本発明の第一実施例を示したものであり、図
において、クリンカの流れ方向から見て１次粉砕装置１
と２次粉砕装置２とが設けられている。１次粉砕装置１
には、ローラミル３を、また２次粉砕装置２には、ボー
ルミル４，５をそれぞれ使用している。

セメントクリンカは、貯蔵ビン６から引き出され、コン
ベア７によって１次粉砕装置ｌのローラミル３に送られ
る。

ローラミル３は、内部セパレータを持たず、粉砕品は全
てパケットエレベータ８により、スクリーン９を経て分
級機１０に供給される。

分級機１０は、クリンカ成分の偏在状況により、その分
級点の設定を変更でき、高品位側の細粒クリンカの品質
を制御することができるようになっている。

分級ｉｉｏで分級された粗粒クリンカと細粒クリンカと
は、それぞれコンベア１１．１２で２次粉砕装置２とし
て別々のボールミル４，５に供給される。

この際、粗粒クリンカと細粒クリンカには、それぞれ独
立した石膏供給設備１３．１４が設けられ、少量の高級
セメントが得られる細粒クリンカ中には、短期強度の発
現のために、粗粒クリンカに比べて多量の石膏が配合さ
れる。

一方、粗粒クリンカには、必要に応じてスラグ等の添加
物を配合できる設備１５が設けられている。

尚、２次粉砕装置２では、それぞれの製品セメントの特
徴を発揮させるため、粉末度を調節するが、通常であれ
ば粗粒クリンカより細粒クリンカを細かく２次粉砕する
。

上述した実施例の場合、１次粉砕にローラミル３を用い
ているため、粉砕動力原単位が少なく、中でも当該ミル
３の粉砕効率が高い比較的粗粉砕のみを行っており、且
つ２次粉砕用ボールミル４゜５では、供給物の粒径が十
分小さくなっている上、製品粉末度に応じた最適媒体サ
イズが選べるので、粉砕システム全体として最小の動力
原単位を達成することができる。

第３図〜第６図は、本発明の他の実施例を示したもので
ある。

第３図は、１次粉砕段階で石膏を配合し、また１次粉砕
装置１にロールプレス１８を、また粗粒クリンカ用２次
粉砕装置２としてローラミル２０を、細粒クリンカ用２
次粉砕装置２にボールミル５をそれぞれ適用した例であ
る。

石膏を１次粉砕段階で供給した場合は、−ａに石膏はク
リンカよりも細かく粉砕される傾向があるため、分級機
１０で分級した細粒クリンカ中には、粗粒クリンカより
も石膏が多く含まれる。

本配置によれば、細粒側および粗粒側のそれぞれの石膏
量を制御することはできないが、１次粉砕段階で石膏を
配合することにより、石膏供給設備および石膏の前処理
が簡素化され、粗粒クリンカに対する細粒クリンカの重
量比率を比較的多くする場合に、石膏の種類によっては
このような構成を採用することができる。

尚、１次粉砕装置１としてのロールプレス１８は、装置
的にコンパクトで、ローラミルに比べて配置的に融通性
がある。

また、ロールプレス１８での１次粉砕仕事量を多くし、
比較的細かく１次粉砕する場合には、ロール間に作用さ
せる加圧力を高（して運転する必要があり、１次粉砕品
は凝集してケーキ状となるため、後続の分級機１０へ供
給する前に、これらケーキを粉状に解砕するための解砕
機１９が配置される。

尚、１次粉砕仕事量を少なくし、比較的粗く１次粉砕す
る場合には、ロールプレス１８でケーキ状に凝集するこ
とがないため解砕Ｗｉ１９を設置する必要はない。

２次粉砕装置２としては、従来型のボールミルの他にロ
ーラミルを使用することができ、特に処理量の多い粗粒
側には、ローラミル２０を使用することにより、全体の
システムの所用動力原単位をさらに低減することができ
、また処理量が少なく且つ細かい製品粉末度を要求され
る細粒側には、ボールミル５を使用するのが適している
。

第４図は、石膏を配合して１次粉砕したのち、分級した
細粒クリンカの一部に石膏を追加配合する例である。

分級した細粒クリンカに石膏を配合するに当っては、細
粒クリンカは既に相当細かくなっており、これに塊状の
石膏を追加配合して２次粉砕したのでは、最終セメント
製品中の石膏が比較的粗い状態で残存することになり、
凝結遅延材としての効果が十分発揮することができない
、このため本実施例においては、細粒クリンカに配合さ
れる石膏は、配合前に別途１次粉砕されるようになって
いる。

尚、分級機１０で分級された細粒クリンカの一部分のみ
が、高級セメントの生産に使用され、他の部分は粗粒ク
リンカと合流して２次粉砕されるため、これにより高級
セメントの生産量を容易に調節することができる。

さらに分級機１０で、細粒クリンカと粗粒クリンカとの
分級に使用される気流に随伴されて、集塵Ｗ１２２で捕
集された超微粉は、細粒クリンカに合流させることもで
きるが、これら超微粉は必ずしも早強性の高い組成とな
っていないので、粗粒クリンカに合流されている。

尚、破線は気流の流れ方向を示す。

第５図は、セメントクリンカをロールプレス１８により
１次粉砕するに際し、粉砕品が凝集しない範囲にとどめ
る場合の他の実施例を示す。

すなわち、ロールプレス１８での１次粉砕仕事量を少な
くし、分級後の細粒クリンカと粗粒クリンカとの成分的
偏析差を大きくすることを図ったものである。

ただしこの場合ロールプレス１８を素通りする未砕クリ
ンカの量が増加するため、公知の手段により１次粉砕品
の一部をロールプレス１８へ循環供給することができる
ように構成されている。

また、分級機１０で分級された粗粒クリンカの２次粉砕
仕事量が多くなるため、２次粉砕自体をロールプレス１
８とボールミル４とを組合せた２段階粉砕力式で構成し
ている。

さらに、１次粉砕装置ｌに循環設備を設けることにより
、粗粒クリンカの最大粒径が小さくなるため、細粒クリ
ンカだけでなく、粗粒クリンカと配合される石膏も配合
前に１次粉砕されるようになっている。

第６図は、１次粉砕装置ｌにおける循環手段の他の実施
例を示す。

１次粉砕されたクリンカは、１次分級機２４へ供給され
、ここで分級用気流に乗り切れずに下方に落下する塊状
クリンカは、１次粉砕装置１であるロールプレス１８へ
循環供給される。

また、分級用気流に随伴されるクリンカは、２次分級機
２５に導入され、ここで粗粒クリンカが分離され、細粒
クリンカは２次分級機２５から排出される気流と共に後
続の集塵機２２に導入され、ここで分離される。

尚、ロールプレス１８へ循環される塊状クリンカの大き
さは、１次分級機２４内の分級用気流の速度を選定する
ことにより調節される。

また、１次分級機２４に解砕機を組合せることもできる
。

次に、本発明の粉砕方法により得られる製品の具体例に
つき説明する。

以下余白 第１表 クリンカの品質 第１表は、１次粉砕装置としてロールプレスを使用し、
サスペンシゴンブレヒータ付ロータリキルンで焼成した
普通ボルトランドセメントクリンカを、上記ロールプレ
スにより１次粉砕し、得られたケーキ状のクリンカを解
砕したのち、４５　ａ　−の網目を持つ篩により細粒ク
リンカと粗粒クリンカとに実験室的に分級した場合につ
いて、元クリンカ、細粒クリンカおよび粗粒クリンカの
それぞれの化学分析値と、当該分析値から計算した鉱物
組成および成分比率を示す。

尚、細粒側クリンカの重量比率は元クリンカの１７．１
％であった。

この表に見られるように、細粒クリンカは元クリンカに
比べてＣｓＳが著しく増加し、逆にＣ８Ｓは半減してお
り、クリンカ鉱物の偏析が顕著である。

また、Ｈ（水硬率）およびＬＣＦ　（石灰飽和度）につ
いても、元クリンカと細粒クリンカとでは明らかな差が
認められる。

そして、このような組成を持つ細粒クリンカは、早強セ
メントの製造に十分使用しうるちのである。

これに対して粗粒クリンカは、重量比率で８２．９％を
占めている点からも、化学組成、鉱物組成。

成分比率のいずれにおいても、元タリン力と殆ど差がな
く、粗粒クリンカから製造したセメントは元クリンカか
ら製造したセメントと品質的に差のないものを得ること
ができる。

しかも、細粒クリンカ中には、コンクリートの膨張を生
じる要素であるＦ−ＣａＯ（遊離石灰）が元タリン力よ
り著滅している。これは、従来の製造方法により焼成し
たクリンカでは、原料調合によりＬＳＦが高いクリンカ
を製造しようとすれば、どうしてもＰ−ＣａＯも増加し
がちであったが、本発明方法によれば、ＬＳＦが高いに
も拘わらず、Ｆ−ＣａＯが低いクリンカを得ることがで
きる。

すなわち、本発明のセメントクリンカの粉砕方法によれ
ば、一種類の元クリンカから、当該光クリンカと品質的
に殆ど差のないセメント、および早強性が高く且つＦ−
ＣａＯの少ない高級セメントの二種類のセメントを同時
に製造することができることが判明した。

ところで、上記細粒クリンカ中への成分の偏析度合いは
、１次粉砕設備及び分級機の運転条件によって影響され
る。これを第２表に示す。

第２表 １次粉砕条件および分級条件の影響 第２表は、１次粉砕条件および分級条件がクリンカ鉱物
の偏析状態に及ぼす影響を調査した実験データの一例を
示す。

１次粉砕はロールプレスにより行い、表中粉砕圧はジェ
ーネルトの定義にもとづ（、また、鉱物偏析状態は１次
粉砕成品の全量を分級粒径の篩により分級し、゛篩上の
粗粒クリンカに比べて篩下の細粒クリンカ中に含まれる
ＣｓＳおよびＣ□Ｓ量の増加分（＋）、または減少分（
−）で示している。

第２表および他の種々の実験より、元クリンカの１次粉
砕は適度に粗いことが必要であり、１次粉砕を細かく行
う場合には、細粒クリンカ中への成分の偏析度合いが低
下し、Ｆ−ＣａＯが増加する場合がある。逆に、１次粉
砕が粗過ぎる場合には、必要な量の細粒クリンカが得ら
れないばかりでなく、２次粉砕設備を含めた全粉砕設備
での所用動力原単位が増加する。

これらの観点から、１次粉砕クリンカの８０％通過径は
、ｌ閣以上で１０論以下、特に５ｍ以下に選定するのが
適している。

次に、１次粉砕クリンカの分級点を大きくすると、一般
に細粒クリンカ中への成分の偏析度合が低下するが、ク
リンカの種類によっては、２０μ鴎程度以下の超微粉ク
リンカでも成分の偏析度合いが低下する場合がある。逆
に分級点を小さくしすぎると、細粒クリンカを２次粉砕
して得られる高級セメントが細かくなりすぎるため、混
練時の作業性等の面でのセメントの特性が低下すること
になる。

これらの観点から、細粒クリンカの８０％通過径は、３
０μｍ以上で３００ｔＩ１１以下、特に１００　μ冒以
下に選定するのが適している。

さらに、１次粉砕クリンカの粒径と分級点との組合せに
より決まってくる細粒クリンカの重量比率は、これが多
くなりすぎると細粒クリンカから生産される高級セメン
トの品質が低下すると同時に、粗粒クリンカから生産さ
れるセメントの品質も元タリン力から生産したセメント
との品質差が大きくなってくる。

そのため、細粒クリンカの重量比率は、元クリンカの重
量に対して３０％以下、特に１５％以下にとどめるのが
適当である。

尚、１次粉砕装置の種類としては、ハンマークラッシャ
等の衝撃形粉砕機より、ローラミル、ロールプレス等の
圧縮形粉砕機を使用する方が細粒クリンカ中への成分偏
析面で適しており、また細粒クリンカの２次粉砕機とし
ては、製品セメントの粒度構成に基づく品質面より、ボ
ールミル、ジェットミル等の衝撃形粉砕機が適している
。

ｆ、　発明の詳細 な説明したように、本発明は、元クリンカを１次粉砕し
た段階で分級することにより、化学組成の異なる２品種
のクリンカを得、それぞれを別々の条件で２次粉砕し、
２品種のセメントを製造するものであり、特に、１品種
の元クリンカから１品種のセメントをつくるという従来
の方法で製造したセメントと比べ遜色のないセメントを
製造すると共に、早強性の高い少量の高級セメントを同
時に製造することができる。

また、従来の生産方法により２品種のセメントを製造す
る場合の課題である、原料粉砕工程および焼成工程の運
転に際しての品種切替作業の煩わしさが解消され、切替
過程で生産される中間製品もなく、その処理が不必要と
なる。

さらに、設備的にも粉砕原料およびクリンカの品種に応
じて必要とした貯蔵設備を、１品種用で済ますことがで
き、経済的となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の詳細な説明した概念図である。 第２図〜第６図は、本発明の実施に使用する装置を示し
た概念図である。 ａ・・・セメントクリンカ、 ｂ・・・石膏、 １・・・１次ミル（１次粉砕装置）、 ２・・・２次ミル（２次粉砕装置）、 ３・・・ローラミル（内部セパレータなし）、４．５・
・・ボールミル、 ６・・・セメントクリンカ供給ビン、 ７、１１．１２・・・コンベア、 ８・・・パケットエレベータ、 ９・・・スクリーン、　　１ｏ・・・分級機、１３、１
４・・・石膏供給ビン、 １５・・・スラグ供給ビン、１６・・・製品セメントＡ
、１７・・・製品セメント８１１８・・・ロールプレス
、１９・・・解砕機、　　　　　２ｏ・・・ローラミル
、２）・・・中間ホッパ、　　２２・・・集塵機、２３
・・・ファン、　　　　２４・・・１次分級機、２５・
・・２次分級機、　　２６・・・細粒クリンカ、２７・
・・粗粒クリンカ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）セメントクリンカを１次粉砕したのち、細粒クリ
   ンカと粗粒クリンカとに分級し、これら細粒クリンカと
   粗粒クリンカとを別々に２次粉砕して、それぞれ別種の
   セメント製品とすることを特徴とするセメントクリンカ
   の粉砕方法。 （２）８０％通過径が１ｍｍ以上で１０ｍｍ以下となる
   ようにセメントクリンカを１次粉砕することを特徴とす
   る特許請求の範囲第（１）項記載のセメントクリンカの
   粉砕方法。（３）８０％通過径が１ｍｍ以上で５ｍｍ以
   下となるようにセメントクリンカを１次粉砕することを
   特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載のセメントク
   リンカの粉砕方法。 （４）細粒クリンカの８０％通過径が３０μｍ以上で３
   ００μｍ以下となるように分級することを特徴とする特
   許請求の範囲第（１）項〜第（３）項記載のセメントク
   リンカの粉砕方法。 （５）細粒クリンカの８０％通過径が３０μｍ以上で１
   ００μｍ以下となるように分級することを特徴とする特
   許請求の範囲第（１）項〜第（３）項記載のセメントク
   リンカの粉砕方法。 （６）分級した細粒クリンカの重量比率が全クリンカ重
   量の３０％以下となるように分級することを特徴とする
   特許請求の範囲第（１）項〜第（３）項記載のセメント
   クリンカの粉砕方法。 （７）分級した細粒クリンカの重量比率が全クリンカ重
   量の１５％以下となるように分級することを特徴とする
   特許請求の範囲第（１）項〜第（３）項記載のセメント
   クリンカの粉砕方法。 （８）１次粉砕を圧縮型粉砕機により行うことを特徴と
   する特許請求の範囲第（１）項〜第（７）項記載のセメ
   ントクリンカの粉砕方法。 （９）細粒クリンカの２次粉砕を衝撃型粉砕機により行
   うことを特徴とする特許請求の範囲第（１）項〜第（８
   ）項記載のセメントクリンカの粉砕方法。 （１０）分級後の細粒クリンカと粗粒クリンカのそれぞ
   れに石膏を配合することを特徴とする特許請求の範囲第
   （１）項〜第（９）項記載のセメントクリンカの粉砕方
   法。 （１１）別途１次粉砕した石膏を配合することを特徴と
   する特許請求の範囲第（１０）項記載のセメントクリン
   カの粉砕方法。 （１２）粗粒クリンカより細粒クリンカに配合する石膏
   の量を多くすることを特徴とする特許請求の範囲第（１
   ０）項又は第（１１）項記載のセメントクリンカの粉砕
   方法。 （１３）１次粉砕前のセメントクリンカに石膏を配合し
   、且つ分級後の細粒クリンカに石膏を追加配合すること
   を特徴とする特許請求の範囲第（１）項〜第（９）項記
   載のセメントクリンカの粉砕方法。 （１４）粗粒クリンカより細粒クリンカを細かく２次粉
   砕することを特徴とする特許請求の範囲第（１）項〜第
   （１３）項記載のセメントクリンカの粉砕方法。 （１５）粗粒クリンカにスラグ等の添加物を配合するこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第（１）項〜第（１４）
   項記載のセメントクリンカの粉砕方法。 （１６）分級した細粒クリンカの化学組成を分析して、
   分級度合いを調節することを特徴とする特許請求の範囲
   第（１）項〜第（１５）項記載のセメントクリンカの粉
   砕方法。