JPH0442842A - 球状スラグの製造方法 - 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】 「産業上の利用分野」 この発明は、スラグセメントなどの製造に好適なスラグ
に係り、特に流動性が良くしかも安価な材料となる球状
スラグの製造方法に関する。

「従来の技術」 スラグは、溶錬をはじめ炉で金属を融解するときに融剤
の添加により意識的に生成される人工的な混合物で、Ｓ
　ｉＯ＊を主成分とするものであり、高炉セメント、れ
んが、バラスなどの製造に利用されている。

ところで、このようなスラグを製品に調整するには、炉
から排出される塊状または砂状のものをチューブミルや
縦型ミルなどで粉砕して適当な粒度に調整し、その後必
要に応じて石膏等を添加し、さらに微粉砕して製品とす
る。

「発明が解決しようとする課題ｊ しかしながら、このようにして得られたスラグにあって
は、スラグが粉砕により角張った形状となることから粒
子間の摩擦抵抗が大きく、よって流動性および充填性に
やや難があるといった課題がある。

また、このような課題を解決するため本発明者等は、先
に高温火炎中にスラグを通過させて溶融または半溶融状
態とし、次いでこれを冷却する球状スラグの製造方法を
提案した。しかし、この方法では球状でありしたがって
流動性や充填性に優れているスラグが得られるものの、
バーナーからの高温火炎中にセメントキルンカーを通過
させて球状化処理を行うことから、エネルギーの消費が
多くこれにより製造コストが高くなるといった新たな課
題がある。

「課題を解決するための手段」 そこでこの発明の球状スラグの製造方法では、高温火炎
発生用のバーナーにおける支燃性ガスとしてセメントキ
ルンのクーラーからの排気ガスを使用し、かつ該高温火
炎発生用のバーナーからの排気ガスをセメントキルンの
プレヒーターまたはロータリーキルン内に供給すること
によって前記課題を解決した。

「作用」 この発明の球状スラグの製造方法によれば、クーラーか
らの加熱された排気ガスをバーナーの支燃性ガスとして
用いることから、バーナーでの燃焼効率が高くなる。ま
た、この製造方法に基づいて得られた球状スラグにあっ
ては、個々の粒子が球形であることから粒子間の摩擦抵
抗が少なく、よって従来のスラグに比べ流動性がよく、
また粒度コントロールにより充填性も向上したものとな
る。

「実施例」 第１図ないし第３図はこの発明の製造方法を実施するの
に好適な装置の一例を示す図であり、まずこの装置につ
いて説明する。

これらの図において符号１は高温火炎発生装置１である
。この高温火炎発生装置ｌは、第２図および第３図に示
すようにバーナー２とこのバーナー２の火口３側に設け
られたサイクロン４とからなるものである。バーナー２
は、プロパン、ブタン、プロピレン、アセトン２水素な
どの可燃ガスや、重油、軽油などの液体燃料または石油
、さらにはオイルコークスなどの固体燃料を燃料とする
もので、これら燃料と酸素あるいは空気などの支燃性ガ
スとが供給されてその火口３から高温火炎を噴出するも
のであり、その火口３と反対の側に燃料供給部５および
排気ガス導入部６をそれぞれ配設したものである。導入
部６は、第１図に示すようにセメントキルン７のクーラ
ー８の排気風車９に導入管１０を介して接続されたもの
である。

ここでセメントキルン７は、原料粉末を予熱するサスペ
ンションプレヒーター１１と、該サスペンションプレヒ
ーター１１の下流側に配置されたロータリーキルン１２
と、さらに該ロータリーキルン１２の下流側に配置され
たクーラー８とを具備してなるＳＰキルンであり、サス
ベンジタンプレヒーター１１で予熱仮焼された原料粉末
をロータリーキルン１２で焼成し、さらにこれをクーラ
ー８で急冷するものである。

すなわち第１図に示した例では、ロータリーキルン１２
の下流側に吹き込み風車１３が配設され、この吹き込み
風車１３より熱風がロータリーキルン１２内に導入され
ることによって該キルン１２内にて原料粉末が焼成せし
められるようになっている。また原料粉末を焼成した熱
風は、原料粉末と接触することによって冷却され、その
状態でサスペンションプレヒーター１１内に流入するこ
とにより、該ヒーター１１内にて原料粉末を予熱するも
のとなる。

さらに、クーラー８にはその上流側に冷却用の吹き込み
風車１４か配設されており、これから吹き込まれる冷風
によってロータリーキルン１２で焼成された後送られた
焼成粉末が急冷されるようになっている。そして、焼成
粉末を冷却した冷風は、焼成粉末と接触したことにより
加熱され、その状態でクーラー８の下流側に配設された
前記排気風車９より排出され、前記導入管１０を介して
バーナー２の導入部６に導かれる。

また、高温火炎発生装置１においてサイクロン４は、第
２図に示すように円筒状の側壁４ａとテーバ状の底壁４
ｂとからなるもので、底壁４ｂが二重に形成され、第２
図中矢印Ｗ、、Ｗ、で示すようにこの間に水が循環する
ことによってサイクロン４内を冷却するものとなってい
る。側壁４ａの上方には、第３図に示すように側壁４ａ
の一部に、その接線方向に延びる火炎管１５が配設され
ている。

この火炎管１５のサイクロン４と反対の側の口部内には
バーナー２の火口３が配置されており、これによってバ
ーナー２はその火炎を火炎管１５内に発生せしめるもの
となっている。また火炎管１５内には、第２図に示すよ
うにバーナー２の火口３の前方に原料供給管１６の口部
１６ａが配設されている。

原料供給管１６は、後述するようにその平均粒径を調整
したスラグを、バーナー２の火口３前方に供給してバー
ナー２からの火炎中に通過せしめるためのものである。

また、サイクロン４には、側壁４ａの上端にその上部開
口を覆う蓋体１７が設けられており、該蓋体１７のほぼ
中央部にはサイクロン４の内外を連通せしめる連通管１
８が蓋体１７を貫通して取り付けられている。連通管１
８は、バーナー２からの排気ガスをサイクロン４の外へ
導くためのもので、そのサイクロン４側と反対の側の端
部は第１図に示すようにサスペンションプレヒーター１
１への排気ガス供給部１９ａあるいは１９ｂに連通した
ものとなっている。

次に、この発明の球状スラグの製造方法について、前記
構成の高温火炎発生装置１およびセメントキルン７を用
いた球状スラグおよびセメントクリンカ−の製造方法に
基づいて説明する。

まず、従来と同様にセメントキルンカーの原料粉末を粉
砕し、これをセメントキルン７のサスペンションプレヒ
ーター１１内に供給して予熱し、さらに予熱した前記原
料粉末をロータリーキルン１２内で焼成し、その後得ら
れたセメントキルンカーをクーラー８内にて冷風で急冷
する。そして、冷却したセメントキルンカーをチューブ
ミルなどによって再度微粉砕し、分級して所望する平均
粒径のセメント粒子を得る。

また、これとは別に、高温火炎発生装置１において燃料
供給部５よりバーナー２に燃料を供給するとともに、セ
メントキルン７のクーラー８より導入管１０および導入
部６を介してクーラー８からの加熱された排出ガス（空
気）をバーナー２に供給し、さらにバーナー２に点火し
て高温火炎を発生せしめる。

次に、予め粒度調整したスラグ粒子を一旦図示略の貯槽
に収容し、さらにこの貯槽より原料供給管１６を介して
火炎管１５内の前記バーナー２からの高温火炎中にスラ
グ粒子を所定量ずつ供給してこれを溶融または半溶融化
せしめる。すると、溶融または半溶融したスラグ粒子は
、火炎に伴われさらに火炎に噴き出されてサイクロン４
内に導かれ、ここで冷却されてその表面張力により球状
化する。

そして、冷却され球状化したスラグ粒子は、サイクロン
４内の側壁４ａおよび底壁４ｂに沿って回転しつつ下方
に落ち、さらに底壁４ｂより冷熱を受けて十分冷却され
、その後底壁４ｂの排出口２０から排出される。なお、
球状化処理前におけるスラグ粒子の粒度調整については
、微粉砕後分級して平均粒径を４０μ度以下程度、（例
えば粒径範囲１５〜５５μ！程度）にするのが好ましく
、このような平均粒径に調整することにより、前述した
球状化処理によって得られた球状スラグは、その流動性
および充填性が十分に向上したものとなる。

一方、燃料と支燃性ガス（クーラー８からの排気ガス）
とからの燃焼排気ガスは、サイクロン４に導かれた後、
温度が高いことから前記スラグ粒子と分離して上昇し、
連通管１８に導かれて排気ガス供給部１９ａあるいは１
９ｂに導かれ、さらにサスペンションプレヒーター１１
内に供給される。

なお、バーナー２からの火炎温度としては、スラブの種
類によっても異なるが、少なくとも１０００°Ｃ〜１２
００°程度が好ましく、１０００℃より低いとスラグ粒
子か十分溶融または半溶融状態に至らず、したがってス
ラグ粒子が十分に球状にならず好ましくない。また、火
炎中での滞留時間としては、０．０１〜０．０２秒程度
が好ましい。

このような球状スラグの製造方法にあっては、クーラー
８からの加熱された排気ガスをバーナー２の支燃性ガス
として用いることから、バーナー２での燃焼効率か高く
なってより高い温度の火炎を得ることができる。また、
バーナー２からの燃焼排気ガスをサスペンションプレヒ
ーター１１の排気ガス供給部１９ａ、　１９ｂに供給す
ることから、スラグ粒子の球状化に要した燃焼（焼成）
熱を回収してその有効利用を図り、セメントキルン７で
の熱効率を高めることができる。さらに、球状化処理し
たスラグ粒子の一部が万一バーナー２からの燃焼排気ガ
スに同伴されてサスベンジ目ンブレヒーター１１内に流
入しても、スラグ自身がセメントの原料成分であること
から、セメントキルン７で得られるセメント粒子の品質
を損なうことが全（ない。

また、このような製造方法によって得られた球状スラグ
にあっては、球形であることから粒子間の摩擦抵抗が少
な（、よって従来のスラグに比べ流動性がよく、また粒
度フントロールにより充填性もよいものとなる。

第４図は本発明の請求項２記載の製造装置の他の実施例
を示す図である。この図に示した製造装置が第１図に示
した製造装置と異なるところは、バーナー２からの燃焼
排気ガスの供給部の位置である。

第４図に示したセメントキルン２１は、原料粉末を予熱
するサスペンションプレヒーター２２と、該サスペンシ
ョンプレヒーター２２の下流側に配置されたロータリー
キルン２３と、さらに該ロータリーキルン２３の下流側
に配置されたクーラー２４とを具備してなるＮＳＰキル
ンであり、サスペンションプレヒーター２２に仮焼炉２
５を設け、かつクーラー２４からの加熱された空気を仮
焼炉２６に返送せしめる返送管２７を設けたものである
。そして、この例ではバーナー２からの燃焼排気ガスの
供給部１９ｃがサスペンションプレヒーター２２の仮焼
炉２５に、また１９ｄ、　　１９ｅがサスペンションプ
レヒーター２２内に、さらには１９ｆがロータリーキル
ン２３の下流側にそれぞれ設けられており、これら供給
部１９ｃ１９ｄ、　１９ｅ、　１９ｆのいずれかあるい
は三箇所以上にサイクロン４の連通管１８が接続されて
いる。

このような製造装置にあっても、クーラー２４からの排
気ガスをバーナー２の支燃性カスとして用いることから
、バーナー２ての燃焼効率が高くなるのはもちろん、バ
ーナー２からの燃焼排気ガスをサスペンションプレヒー
ター２２の排気ガス供給部１９ｃ、　　１９ｄ、　１９
ｅ、　　１９ｆに供給することから、スラグ粒子の球状
化に要した燃焼（焼成）熱を回収してセメントキルン２
１での熱効率を高めることができる。

「発明の効果」 以上説明したようにこの発明に球状スラグの製造方法は
、クーラーからの加熱された排気ガスをバーナーの支燃
性ガスとして用いるようにしたものであるから、バーナ
ーでの燃焼効率が高くなってより高い感度の火炎を得る
ことができ、したがってスラグの球状化処理に要する熱
エネルキーコストを低減することができる。また、バー
ナーからの燃焼排気ガスをサスペンションプレヒーター
の排気ガス供給部に供給することから、スラグ粒子の球
状化に要した燃焼（焼成）熱を回収してその有効利用を
図り、セメントキルンでの熱効率を高めることができ、
したがってスラグおよびセメントの生産コストを低減す
ることができる。さらに、球状化処理したスラグ粒子の
一部が万一バーナーからの燃焼排気ガスに同伴されてサ
スベンジ日ンブレヒーター内に流入しても、スラグ自身
がセメントの原料成分であることから、セメントキルン
で得られるセメント粒子の品質を損なうことが全くない
。

また、この製造方法によって得られた球状スラグにあっ
ては、スラグが球形であることから粒子間の摩擦抵抗が
少なく、よって従来のスラグに比べ流動性がよく、また
粒度コントロールによす充填性もよくなることから、例
えばスラグセメントに添加してスラグセメントを製造し
た場合、硬化後のセメント硬化体か緻密なものとなり、
また強度が従来のスラグセメントからなるものに比へ高
いものとなる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図はこの発明の球状スラグの製造方法
を実施するのに好適な装置の一例を示す図であって、第
１図は製造装置の概略構成図、第２図は高温火炎発生装
置の概略構成を示す側断面図、第３図は同じく高温火炎
発生装置の横断面図、第４図は球状スラグの製造方法を
実施するのに好適な装置の他の例を示す図であって、製
造装置の概略構成図である。 １・−′・・高温火炎発生装置、２・・・・・・バーナ
ー６・・・・・導入部、７．２１・・・・・セメントキ
ルン、８．２４・・・・・クーラー １１、２２・・・・・・サスペンションプレヒーター１
２．２３・・・・・・ロータリーキルン、１９ａ、１９
ｂ、１９ｃ、１９ｄ、１９ｅ、１９ｆ供給部。 ・・・・・排気ガス

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 バーナーによる高温火炎中にスラグ粒子を通過させて溶
   融または半溶融状態とし、次いでこれを冷却して球状ス
   ラグを製造するに際し、 前記高温火炎発生用のバーナーにおける支燃性ガスとし
   てセメントキルンのクーラーからの排気ガスを使用し、
   かつ該高温火炎発生用のバーナーからの排気ガスをセメ
   ントキルンのプレヒーターまたはロータリーキルン内に
   供給することを特徴とする球状スラグの製造方法。