JPH0649601B2

JPH0649601B2 - 軽量骨材の製造方法

Info

Publication number: JPH0649601B2
Application number: JP19606286A
Authority: JP
Inventors: 明若林; 二郎照喜名; 勝也大河内
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 1986-08-20
Filing date: 1986-08-20
Publication date: 1994-06-29
Anticipated expiration: 2009-06-29
Also published as: JPS6350354A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）この発明は、石炭のフライアッシュを原料としてこれを
造粒、焼結して軽量骨材を製造する方法に関する。

（従来の技術）エネルギー事情の変動によって、近時、再び燃料用石炭
が多量に用いられる傾向にある。この石炭には、通常１
０〜２０％にも及ぶ灰分が含まれており、これを燃焼さ
せると、大量の石炭灰が発生し、その処分が問題となっ
ている。この石炭灰は塊状のボトムアッシュ（通常２０
％前後）と、排ガス中に多量に含まれる微粉状のフライ
アッシュ（通常８０％前後）とに分類される。

上記石炭灰は多量であるため、これらを発生させる燃焼
装置、例えばボイラー、加熱炉、焼却炉等を稼働させる
に当っては、ボトムアッシュおよびフライアッシュをい
ずれも確実に回収し、かつ、資源として再利用を図って
ゆく方策の確立が望まれている。

上記フライアッシュの有効利用を図るため、近時、これ
を原料として軽量骨材を製造することが行われている。

第３図により、軽量骨材を製造する従来方法として、造
粒焼結方法につき説明する。

図において、Ｓはサイロで、このサイロＳにはボイラー
Ｂから排出されたフライアッシュＦ、石炭やコークス微
粉等の可燃性炭素材Ｃ、および、工程で発生した回収粉
Ｄが区分けして収容される。

１は混練機で、この混練機１に上記フライアッシュＦや
添加剤としての水Ｗを投入する。また、この場合、上記
フライアッシュＦ中には若干の未燃炭材が含まれている
が、これに上記炭素材Ｃを加えるようにしてある。そし
て、これによる混練物を公知のパン型ペレタイザー２に
供給し、ここで、生ペレット３を成形する。

次に、この生ペレット３を焼成機４により焼結する。こ
の焼成機４は水平方向に移動（図中矢印Ａ）する火格子
６と、この火格子６の中途部でその上方に設けられる焼
結炉たる着火フード７を有し、この着火フード７にはこ
れに高熱空気を送り込む熱風管８が接続されている。ま
た、上端が上記火格子６の下面に向って上向きに開口す
るウィンドボックス９が設けられ、このウィンドボック
ス９の下端は図示しないブロワーの吸込側に連結されて
いる。

上記焼成機４による生ペレット３の焼成は次のようにし
て行う。即ち、生ペレット３を火格子６上に積層する。
この生ペレット３による原料層は火格子６に伴って移動
し、着火フード７を通過するときに、熱風管８から高熱
空気が供給され、これがブロワーにより原料層の下方に
向って吸引される。そして、この高熱空気により生ペレ
ット３の未燃炭材に着火され、焼結が行われ、ここに焼
結ペレット１１が成形される。

また、上記焼結ペレット１１を冷却させた後、クラッシ
ャ１２に送り込んで解砕する。また、解砕したペレット
を篩機１３にかけ、所定形状のものが製品としての軽量
骨材１４となる。

なお、上記火格子６を通過してウィンドボックス９内に
落下する生ペレット３の崩壊物等は前記回収粉Ｄとして
サイロＳに返送される。この回収粉Ｄは一般には生ペレ
ット３の造粒原料として再利用される。

（発明が解決しようとする問題点）ところで、軽量骨材１４を用いたコンクリートが所望の
流動性を有するようにするため等の理由で、製品となる
軽量骨材１４には日本工業規格（JIS A 6201）により、
強熱減量が１％以下であることが課せられている。

しかし、この軽量骨材１４の原料となるフライアッシュ
Ｆの性状は、ボイラーＢの負荷率、原燃料石炭の成分
（揮発分他）、ボイラーＢへの投入時の石灰粒度、ま
た、石灰粉砕機の摩耗状況等により一定しないものであ
る。このため、生成された軽量骨材１４が上記数値を満
足しないことがあり、この場合には製品生産率が低下す
るという不都合を生じる。

また、上記従来構成では、軽量骨材の製造過程で、炭素
材Ｃを加えるようにしているが、これは軽量骨材の製造
の構成を複雑にし、かつ、上記製造のための制御を煩雑
にさせるおそれがある。

（発明の目的）この発明は、上記のような事情に注目してなされたもの
で、強熱減量が日本工業規格（JIS A 6201）で規定され
た１％以下であることを満足する軽量骨材がより確実に
得られるようにし、かつ、この軽量骨材の製造の構成が
簡単で、かつ、上記製造のための制御が容易となるよう
にすることを目的とする。

（発明の構成）上記目的を達成するためのこの発明の特徴とするところ
は、石炭のフライアッシュを原料とし、これの造粒で得
られたペレットを焼結して軽量骨材を製造する方法にお
いて、石炭の燃焼装置から生じたフライアッシュの強熱
減量を測定して、上記フライアッシュのうちから強熱減
量が５％以下で１．５％以上の範囲にあるものを選別
し、これを軽量骨材の上記原料にする一方、上記範囲か
ら外れたものを系外に排出させる点にある。

（実施例）以下、この発明の実施例を第１図と第２図とにより説明
する。

なお、この実施例と、第３図に基づき説明した前記従来
例とが重複する構成については、図面に共通の符号を付
して、その説明を省略し、異なる構成と作用について説
明する。

第１図において、フライアッシュＦを原料として軽量骨
材１４を生成する場合に、この軽量骨材１４が日本工業
規格で規定された所定数値、即ち、強熱減量が１％以下
という数値を満足させるため、発明者は多年の研究を続
けてきた。

そして、この結果、フライアッシュＦの強熱減量を５％
以下（好ましくは４％以下）で１．５％以上（好ましく
は２．０％以上）にすれば、所定数値を満足する軽量骨
材１４が得られることを見出した。

次に、この発明を実施するための装置につき、第１図を
参照して説明する。

図において、ボイラーＢからサイロＳに至る間のフライ
アッシュＦ用配管途中に分級機２２と第１分岐弁２３と
が介設される。

上記第１分岐弁２３はシリンダー２４によって作動させ
られるもので、この作動により、サイロＳ側と別処理装
置２７側のいずれか１つに対し、ボイラーＢ側を選択的
に連通させるようになっている。

そして、上記第１分岐弁２３の作動により、ボイラーＢ
側をサイロＳ側に連通させたときには、上記ボイラーＢ
から上記第１分岐弁２３側に向って空気輸送されてきた
フライアッシュＦが、上記サイロＳへ送り込まれる。

一方、同上第１分岐弁２３の作動により、上記ボイラー
Ｂ側を上記別処理装置２７側に連通させたときには、同
上ボイラーＢから同上第１分岐弁２３側に向って空気輸
送されてきたフライアッシュＦが、上記別処理装置２７
に送り込まれる。

上記ボイラーＢから上記第１分岐弁２３に至る間で、フ
ライアッシュＦの強熱減量を測定する測定装置２５が設
けられている。

上記測定装置２５は、JIS R 1301（化学分析用磁器るつ
ぼ）に規定するるつぼ（容量１５ml）と、電気炉とを備
えている。

そして、上記測定装置２５による測定は、JIS A 6201に
従って行われる。

即ち、試料約１ｇを上記るつぼに０．１mgまで正しくは
かりとり７５０±５０℃に調節した上記電気炉で１時間
強熱し、デシケータ中で放冷した後質量をはかる。３０
分ずつ強熱を繰り返して、恒量になったときの減量から
次の式によって、強熱減量を算出し、小数点以下２けた
をJIS Z 8401によって丸めて小数点以下１けたとする。

そして、上記測定装置２５の測定結果により、上記第１
分岐弁２３を手動または自動にて作動させる。

即ち、上記フライアッシュＦにおける強熱減量が５％
（好ましくは４％）以下で、１．５％以上（好ましくは
２．０％以上）の所定数値であることが上記測定装置２
５により測定されれば、第１分岐弁２３を作動させてボ
イラーＢからサイロＳへのフライアッシュＦの移動を許
容する。そして、このようにして選別されたフライアッ
シュＦがサイロＳに送り込まれて原料とされる。

なお、上記のようにフライアッシュＦをサイロＳに投入
する前に、このフライアッシュＦにおける強熱減量を測
定したのは、このようにすればフライアッシュＦのみを
測定でき、この測定が容易で、かつ信頼性が高くなるた
めである。

一方、上記フライアッシュＦにおける強熱減量の分量が
上記所定数値の範囲から外れておれば、第１分岐弁２３
を作動させてこのフライアッシュＦを図中二点鎖線で示
すように系外に排出させ、別処理装置２７で処理する。
このフライアッシュＦは、例えば、埋立材や路盤材、セ
メント原料に使用する。

また、上記サイロＳから混練機１に至る間の配管途中に
第２分岐弁２８が介設される。この第２分岐弁２８は前
記分岐弁２３と同構成であり、前記測定装置２５と同構
成の測定装置の測定結果に基づき作動し、この作動によ
り、混練機１側と別処理装置２９側のいずれか１つに対
し、サイロＳ側を選択的に連通させるようになってい
る。

即ち、サイロＳからのフライアッシュＦの強熱減量が前
記所定数値以内であれば、上記第２分岐弁２８の作動に
より、前記サイロＳ側が混練機１側に連通させられて、
上記フライアッシュＦが上記混練機１側に送り込まれる
ようになっている。

一方、上記所定数値の範囲から外れていれば、同上第２
分岐弁２８の作動により、上記サイロＳ側が上記別処理
装置２９側に連通させられて、上記フライアッシュＦが
上記別処理装置２９に送り込まれ、ここで、処理され
る。

上記の場合、フライアッシュＦ中の強熱減量を５．０％
以下で１．５％以上としたのは、５％以上なら製品中の
強熱減量が１％を越え、１．５％以下なら焼結が起らな
いか、もしくは、製品として十分な性状を有しない焼結
品しか出来ないことが確認されたからである。

また、強熱減量を５．０〜１．５％に調整することによ
り、焼結時に往々にして発生する焼付現象（ペレット同
士が融着すること）をも防止することが可能である。

次に本発明の具体的実施例を示す。

下記第１表は、各種資料（第１表中、資料番号１〜１
１）を用いて軽量骨材１４を成形した場合に、どのよう
な強熱減量の軽量骨材１４が成形されるかを示してい
る。

同上第１表中、配合量（Ｔ／Ｈ）とは、軽量骨材１４の
成形のために、前記サイロＳから第２分岐弁２８を通し
混練機１に供給されるフライアッシュＦと、添加剤の合
計量（Ton/Hour）のことである。

上記フライアッシュＦは粗粉、細粉、および前記回収粉
Ｄの混合体であり、上記第１表には、これらのそれぞれ
の配合量が示されている。

ここで、上記粗粉とは日本工業規格（JIS）のブレーン
法による比表面積（ブレーン指数）が2000〜3800cm²/g
のものであり、細粉とは同上ブレーン指数が4200〜6000
cm²/gのものである。

また、同上第１表中、添加剤のＰはパルプ廃液、Ｂはベ
ントナイト、Ｂ′はベントナイト（１％）を示してい
る。

また、同上第１表中（Ｍ）は、互いに同じ資料を用いて
複数回の実験を繰り返し、軽量骨材１４を成形したと
き、これら各実験で成形された各軽量骨材１４の強熱減
量の平均値を示している。

つまり、第１表におけるある資料を用いて実験を複数回
行い、軽量骨材１４を成形した場合において、上記資料
は互いに同じ配合量であっても、その各資料におけるフ
ライアッシュＦの強熱減量は互いに多少の差を有してい
るため、これら資料によって成形された各軽量骨材１４
の強熱減量も多少の差を生じることとなる。

そこで、各実験により成形された各軽量骨材１４の強熱
減量につき、上記したように平均値を算出し、これをみ
れば、上記各資料により成形された軽量骨材１４の強熱
減量が平均的にどのような値であるかがわかるようにさ
れている。

また、同上第１表中（Ｒ）は次のようにして求められた
ものである。即ち、ある資料を用いて軽量骨材１４を成
形したとき、例えば、上記資料の重量をＭ_１、これによ
り成形された軽量骨材１４のうち、強熱減量が日本工業
規格で規定された１％以下のものの重量をＭ_２とすれ
ば、Ｍ_２／Ｍ_１＝（Ｒ）（％）であり、つまり、上記（Ｒ）は、強熱減量が１％以下で
ある軽量骨材１４が、これの成形に用いられた資料中に
どのような割合（％）で存在しているかを示している。

また、第２図は、前記第１表で示した各資料のフライア
ッシュ（原料灰）Ｆを用いて軽量骨材（製品）１４を成
形した場合に、上記フライアッシュＦがどのような強熱
減量であったときに、どのような強熱減量の軽量骨材１
４が成形されたかをグラフによって示したものである。

第２図において、ｎ数とは、互いに同じ資料を用いて行
った実験の回数を示しており、例えば、資料番号１につ
いてはｎ数＝３であって、これは、上記資料番号１のも
のを用いて、３回の実験を行ったことを意味している。

そして、第２図により、各資料に対してどのような強熱
減量の軽量骨材１４が得られたかをみるときには、ま
ず、第２図中左上段にある表から、資料番号に、どの図
形が対応するかをみる。

次に、上記資料に対応した図形を通る縦向きの線によ
り、同上資料におけるフライアッシュＦの強熱減量を読
み取ると共に、同上図形を通る横向きの線により、軽量
骨材１４の強熱減量を読み取る。すると、上記資料にお
けるフライアッシュＦの強熱減量に対応した軽量骨材１
４の強熱減量がわかる。

よって、第２図において、例えば、資料番号１について
みると、これに対応する図形は「白い小円形」である。
また、ｎ数＝３であるため、実験回数は３回である。こ
の場合、この資料におけるフライアッシュＦの強熱減量
は、上記実験回数毎に異なっているため、第２図中に
は、上記「白い小円形」が３つ存在している。

そして、上記３つの各「白い小円形」を通る縦向きの線
により、資料番号１のフライアッシュＦの強熱減量を読
み取ると、左から順に、約2.68、2.75、2.86％である。

また、同上各「白い小円形」を通る横向きの線により、
軽量骨材１４の強熱減量を読み取ると、上から順に約0.
477、0.407、0.337％である。そして、これら数値の平
均値は0.407％であり、これは、前記第１表中（Ｍ）の
値（軽量骨材１４の強熱減量の平均値）を意味してい
る。

よって、上記資料番号１のフライアッシュＦを用いて、
軽量骨材１４を成形すれば、（Ｍ）の値が0.407％であ
る軽量骨材１４が成形されることとなる。

以下、上記のようにして、各資料毎に求められた（Ｍ）
の値が、上記第１表に示されている。

そして、上記第１表の（Ｍ）の値をみると、前記したい
ずれの資料を用いた場合でも、成形された軽量骨材１４
の強熱減量はいずれも前記日本工業規格で規定された１
％以下であることがわかる。

そこで、上記第２図により、上記各資料の強熱減量の分
布をみれば、これらがほぼ５％以下であることがわか
る。

以上のことから、成形される軽量骨材１４の強熱減量
を、同上日本工業規格で規定された１％以下にしようと
するには、フライアッシュＦの強熱減量を、５％以下に
すればよく、好ましくは４％以下にすればよいことがわ
かる。

また、同上第２図において、前記第１表の（Ｍ）の各値
にほぼ沿うように仮想線（第２図中一点鎖線図示）を描
くと、この仮想線上で、軽量骨材１４の強熱減量が０に
なるとき、フライアッシュＦの強熱減量は約１．６％と
なる。

ここで、軽量骨材１４の強熱減量が０や負の値になるこ
とは、実際にはあり得ないため、フライアッシュＦの強
熱減量を上記した約１．６％に近い値として、１．５％
以上にすればよく、好ましくは、２％以上にすればよい
ことがわかる。

即ち、上記第１表と第２図によれば、上記したように強
熱減量を５％以下、好ましくは、４％以下で、かつ、
１．５％以上、好ましくは２％以上であるフライアッシ
ュＦを用いれば、強熱減量が日本工業規格で規定された
１％以下である軽量骨材１４が、より確実に得られるこ
ととなる。

（発明の効果）この発明によれば、石炭のフライアッシュを原料とし、
これの造粒で得られたペレットを焼結して軽量骨材を製
造する方法において、石炭の燃焼装置から生じたフライ
アッシュの強熱減量を測定して、上記フライアッシュの
うちから強熱減量が５％以下で１．５％以上の所定範囲
にあるものを選別し、これを軽量骨材の上記原料にする
一方、上記範囲から外れたものを系外に排出させるた
め、日本工業規格で規定された強熱減量に関する所定の
数値を満足する軽量骨材を、より確実に得ることができ
る。よって、製品生産率の向上が達成されて有益であ
る。

しかも、本発明によれば、強熱減量を上記所定範囲に定
めたフライアッシュを原料としたことにより、強熱減量
が１％以下の所望の軽量骨材が得られることとなったの
であり、このため、フライアッシュに炭素材の配合を別
途予定する必要はなく、よって、その分、軽量骨材の製
造の構成が簡単となり、かつ、上記製造のための制御が
し易くなるという利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の方法を実施するための装置のフロー
図、第２図は原料灰（フライアッシュ）と製品（軽量骨
材）の強熱減量に関する関係を示すグラフ図、第３図は
従来例を示し第１図に相当する図である。３……生ペレット（ペレット）、１４……軽量骨材、Ｆ
……フライアッシュ、Ｂ……ボイラー（燃焼装置）。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】石炭のフライアッシュを原料とし、これの
造粒で得られたペレットを焼結して軽量骨材を製造する
方法において、石炭の燃焼装置から生じたフライアッシ
ュの強熱減量を測定して、上記フライアッシュのうちか
ら強熱減量が５％以下で１．５％以上の範囲にあるもの
を選別し、これを軽量骨材の上記原料にする一方、上記
範囲から外れたものを系外に排出させることを特徴とす
る軽量骨材の製造方法。