JPH0664947A - 高炉水砕スラグ微粉末の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】１ラインの高炉水砕スラグ微粉末製造設備によ
って、粉末度の異なる複数品種のブレーン品を得る。 【構成】高炉水砕スラグ１を乾燥機２で乾燥し、粉砕機
３で粉砕した後、セパレーター４により粗粉と細粉とに
分級・分離し、粗粉については前記粉砕機３にリターン
させるとともに、細粉についてはサイクロン５およびバ
グフィルター６の順で通す。前記セパレーター４からサ
イクロン５に至る移送ラインの中間に温度６０℃〜５０
０℃の温風吹込みを行い、前記粉砕機３からセパレータ
ー４に至る移送ラインより粉末度２０００〜３０００ブ
レーン品のＰＢ−１、前記セパレーター４から粉砕機３
に至る戻りラインから粉末度１０００〜２０００ブレー
ン品のＰＢ−４、サイクロン５より粉末度３５００〜５
０００ブレーン品のＰＢ−２、バグフィルター６より粉
末度６０００〜１００００ブレーン品のＰＢ−３をそれ
ぞれ得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、セメント原料混合材、
コンクリート・モルタル組成物の混和材、建材品等に使
用される高炉水砕スラグ微粉末の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】高炉から副生される高炉水砕スラグ微粉
末（以下高炉スラグ微粉末という）は、高炉からのスラ
グを水冷または空冷等で急冷した後、粉砕し微細化して
粉末度（ブレーン値：単位cm²/g ）を４０００〜１００
００ブレーン程度に微細化し回収したもので、粉末度に
応じて各種の用途に供されている。

【０００３】たとえば、４０００ブレーン程度の粉末度
のものは、セメントクリンカーと混合し高炉セメント原
料として、また普通ポルトランドセメントの混合材とし
て使用されている。また、高炉スラグ微粉末は、セメン
ト原料の他、コンクート混和材として利用されており、
その粉末度別の用途としては、粉末度３５００ブレーン
以下のものはマスコンクリート等の低発熱型のコンクリ
ート混和材として、粉末度３５００〜５０００ブレーン
品はマスコンクリート等を含む一般コンクリート用混和
材として、粉末度５０００〜１００００ブレーン品は高
強度、高耐久性、高流動化コンクリート混和材として使
用されている。

【０００４】前記粉末度が４０００ブレーン程度の高炉
水砕スラグ微粉末の製造方法は、一般的に公知である
が、たとえば図９に示されるように、高炉水砕スラグ乾
燥品をボールミル２０で粉砕した後、粉砕品をバケット
エレベーター２１により気流分級機２２に送り、ここで
精粉（細粉）と戻り粉（粗粉）とに分級する。精粉は、
次工程のサイクロン２３を通され、次いでバグフィルタ
ー２４にかけられる。前記サイクロン２３によって前記
精粉の内の粗分が回収され、前記バグフィルター２４に
よって微細粉が回収され、これら二種の粉体がサイロ２
５に移送される中間で混合され、サイロ２５に粉末度３
８００〜４７００ブレーンの高炉スラグ微粉末として貯
蔵される。また、前記粉末度が６０００〜８０００ブレ
ーンのものは、粉砕後にさらに二次分級装置を用い微細
粉を分級する工程を加え、ここで得られた微細粉を前述
と同様に捕集装置によって捕集することによって１ラン
ク細かい微粉末を得ている。

【０００５】近年、初期発現強度の向上等を目的として
高ブレーン品の製造方法が種々提案されている。たとえ
ば、特開昭６３−２９１８３８号公報においては、高炉
水砕スラグを一次粉砕し微粉を得た後、先ず一次分級で
篩い分けし、粗粉を除いた後得られる微粉を二次分級器
で超微粉と粗微粉とに篩い分けし、この超微粉について
はそのまま製品化するとともに、前記粗微粉については
粉砕ミルで二次粉砕して超微粉を製造する方法が提案さ
れている。この方法によって得られるスラグ微粉末の粉
末度は同公報によれば平均ブレーン値８０００程度とさ
れている。

【０００６】また、特開昭６３−１２３４７９号公報に
おいては、微粉砕した高炉水砕スラグをブロワーによる
空気循環ラインが設けられたサイクロン捕集器付風力分
級機にかけて、粗粉と精粉とに分級する工程において、
循環空気の一部を吸引により抜き出し、浮遊する超微粉
末を集塵装置で回収する方法が提案されており、この方
法によれば、ブレーン値９０００程度とされている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
た各種高炉水砕スラグ微粉末製造方法は、基本的にいず
れもある一定範囲の粉末度の高炉スラグ微粉末を得るの
に適したものである。すなわち、前記した従来方法の場
合には、先ず用途に応じて製造される高炉スラグ微粉末
の粉末度を設定し、その粉末度に応じた設備とする必要
がある。したがって、比較的大きな粉末度の高炉スラグ
微粉末と小さな粉末度の高炉スラグ微粉末とを同時に得
たい場合には、高炉スラグ微粉末の粉末度ごとに製造設
備を異ならしめる必要がある。

【０００８】また、前述のように、サイクロンおよびバ
グフィルターを連結させる捕集装置を設備した場合、サ
イクロン側への粗粉の流入を防止し、またサイクロンで
の分離効率を向上させることが製造効率上重要となると
ともに、サイクロンからバグフィルターへ微粉分の移送
性についても問題となる。さらに、サイクロンおよびバ
グフィルター捕集装置内等で結露が発生するとともに、
得られた微粉末製品に固結が認められる場合があった。

【０００９】そこで、本発明の主たる課題は、１ライン
の高炉水砕スラグ微粉末製造設備によって、粉末度の異
なる複数品種のブレーン品を得るとともに、前記サイク
ロン側への粗粉の流入防止、サイクロンでの分離効率の
向上等の問題、および捕集装置内等での結露、微粉末製
品の固結を防止し得る高炉水砕スラグ微粉末製造方法を
提供するものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】前記課題は、高炉水砕ス
ラグを乾燥し、粉砕機で粉砕した後、分級装置により粗
粉と細粉とに分級・分離し、粗粉については前記粉砕機
にリターンさせるとともに、細粉についてはサイクロン
およびバグフィルターの順で通す高炉水砕スラグ微粉末
の製造工程において、前記分級装置からサイクロンに至
る移送ラインの中間に温度６０℃〜５００℃の温風吹込
みを行い、前記粉砕機から分級装置に至る移送ラインよ
り粉末度２０００〜３０００ブレーン品を得、前記分級
装置から粉砕機に至る戻りラインから粉末度１０００〜
２０００ブレーン品を得、サイクロンより粉末度３５０
０〜５０００ブレーン品を得、バグフィルターより粉末
度６０００〜１００００ブレーン品をそれぞれ得ること
で解決できる。

【００１１】

【作用】本発明においては、分級装置からサイクロンに
至る移送ラインの中間に温度６０℃〜５００℃の温風吹
込みを行う。これにより、系内の空気の流れの中で空気
の体積の膨張効果と気流の上昇効果を奏し、セパレータ
ーからサイクロンへの粗い細粒分の移送を防止するとと
もに、サイクロンでの分離効果を高めることができる。
これによりサイクロンからバグフィルターに細粒分を効
率的に移送できる。また、吹込み風を温風としているた
め、系内で気流乾燥が充分に行われ、微粉末含水率を実
質的に０％とするため、捕集機内での結露を防止できる
とともに、得られた微粉末製品の固結を防止することが
できる。一方、本高炉水砕スラグ微粉末の製造ラインの
各所より高炉スラグ微粉末を取り出すことで、それぞれ
粉末度範囲の異なる４種の微粉末を得ることができる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明を図面に示す実施例に基づき詳
述する。図１は本発明に係る高炉水砕スラグ微粉末の製
造フローを示す図である。図１において、通常に方法に
従って得られる、水分含有率１０〜２０％の生の高炉水
砕スラグ１は、先ず最初に乾燥機２によって水分含有率
０．１〜３．０％程度まで乾燥を行う。乾燥された高炉
水砕スラグ１は、次いで、たとえばボールミルなどの粉
砕機３によって粉砕され微細化される。微細化された高
炉水砕スラグ１は、次にセパレーター４に送られるが、
この移送途中において粉末度２０００〜３０００ブレー
ンの精粉ＰＢ−１が回収される。取り出しに当たって
は、移送ラインの中間に開閉式の扉を設けておき、この
扉より必要量だけ取り出す。

【００１３】大部分を占める残余の微細化粉末は、その
後セパレータ４まで移送され、ここで粗粒分と細粒分に
分級・分離される。分離された粗粒分については、再び
粉砕機３に返送され、前記した粉砕処理に供された後、
再びセパレーター４で粗粒分と細粒分に分級・分離され
る工程を繰り返す。前記セパレーター４から粉砕機３へ
戻りラインの中間において粉末度１０００〜２０００ブ
レーンの精粉ＰＢ−４が回収される。取り出しに当たっ
ては、移送ラインの中間に開閉式の扉を設けておき、こ
の扉より必要量だけ取り出す。

【００１４】前記セパレーター４で分離された細粒分に
ついては、サイクロン５に移送される。通常、前記粉砕
機３にかけられた直後の微細化粉末は、１００〜１９０
℃の温度を保有しているが、これがたとえばバケットエ
レベーターを経て移送され、セパレーター４にかけられ
て分級・分離された直後においては、その細粒分は５０
℃前後まで低下しており、この低温状態にある細粒分
を、たとえば図９に示される従来法のように、そのまま
でサイクロン５およびバグフィルター６を通したとして
も、得られる精粉は３８００〜４７００ブレーン程度の
ものとなってしまう。したがって、本発明においては、
セパレーター４からサイクロン５に移送ラインの中間
に、６０℃〜５００℃の温風の吹込みを行い、この問題
を解決している。

【００１５】この温風吹込みによって、系内の空気の流
れに対して、空気の体積膨張と気流上昇効果とが相乗さ
れて細粒分の移送が効率的に行われることとなるため、
次工程で用いるサイクロン５への粗い細粒分の移送を防
止するとともに、サイクロン５での分離効率が向上す
る。さらに、バグフィルター６における微細分の捕集率
が向上する。なお、冷風吹込みまたは外気吹込みでもあ
る程度の効果は奏し得るが、温風吹込みの場合にその効
果が顕著となる。なお、この効果の差異については、後
述実施例２において数値により明らかにする。温風温度
が６０℃未満の場合には、捕集機内等での水分に起因す
る結露発生がある。雨天時には特にその状態が激しいも
のとなり、５００℃を超える温度とすると、後工程で用
いるバグフィルター６において濾布材料にたいして弊害
となるため、温風温度は特に６０℃〜５００℃の範囲と
される。吹き込む温風は、高炉水砕スラグの乾燥工程で
使用した廃熱風、または後述のブロア８よりの廃熱風を
再利用することができ、温度が足りない場合には、送風
管の途中にヒーターなどの加熱装置を設けておき、所定
温度に加熱して供給する。

【００１６】温風とともにサイクロン５に移送された細
粒分は、ここで分級・分離され、この内の比較的粗い分
がサイクロン５の下部より粉末度３５００〜５０００ブ
レーンの精粉ＰＢ−２として回収される。粉末度が大き
くなるほど、微細粉の凝集性が大きくなるが、前記温風
吹込みを行うこと、および機械的衝撃・電撃を与えサイ
クロン内面壁・バグフィルター等の付着精粉を落下させ
ることが回収率向上の点から望ましい。さらにサイクロ
ン５での収率および後述のバグフィルター６での収率を
上げるため、予めジエチレングリコール等の分散剤を添
加することも分散性を高めることができ有効である。

【００１７】前記サイクロン５によって分離された微細
分については次いでバグフィルター６に移送され、ここ
で粉末度５０００〜１００００ブレーンの精粉ＰＢ−３
として回収される。ここで、前記サイクロン５への移送
ライン中間で吹き込まれた温風によって、サイクロン５
で分離された微細分がバグフィルター６へ効率的に移送
される。

【００１８】なお、８は排風のためのブロアであり、７
は排風率の調整のためのダンパーであり、前記温風吹込
み量はダンパー７の調整によって制御される。

【００１９】前記高炉水砕スラグ微粉末の製造フローに
よって得られる各精粉ＰＢ−１〜４は、それぞれ異なる
範囲の粉末度を持つ微粉末であるあるが、その粉末度制
御に当たっては、必ずしも一義的に制御されず、温風温
度、温風吹込み量、ブロア排風量、負荷率、セパレータ
回転数等の制御が必要となるが、これらのファクターと
粉末度との相関関係については後述の実施例１によって
明らかにする。

【００２０】（実施例１）湿度１５％、粒度０〜２．５
mmであって、表１に示す化学成分の生水砕スラグを用
い、種々の条件の変化の下でスラグ高炉微粉末の製造を
行い、粉末度との相関関係について調べた。

【００２１】

【表１】

【００２２】製造条件の変化としては、負荷を３〜９t/
H の間で変化させた場合（ケース１）、セパレーターの
回転数を３６０〜５４０rpm の間で変化させた場合（ケ
ース２）、吹込み風率を０〜１００％の間で変化させた
場合（ケース３）、温風温度を３０℃〜５００℃の間で
変化させた場合（ケース４）、ブロア排風率を６０〜８
０％の間で変化させた場合（ケース５）について行い、
それぞれのケースについて製造された微粉末の粉末度
（セパレータ直後の粉末度）との相関関係を調べた。な
お、セパレーター径は１５００mm（分級羽根径１３９５
mm）のものを用いた。

【００２３】試験の結果、各製造条件の変化と粉末度と
の間には、図２〜図６に示されるように、顕著な相関関
係があることが判明した。先ず、ケース１の場合には、
図２に示されるように、負荷が小さいほど粉末度が大き
くなる結果を得た。したがって、得られる精粉の粉末度
を上げたい場合には負荷を下げるのが望ましいが、収率
との関係からケース２〜５の試験は、５〜７ｔ/Hの範囲
とした。以下、それぞれ、ケース２の場合には図３に示
されるようにセパレーター回転数を上げるほど粉末度が
大きくなることが判明し、ケース３の場合には図４に示
されるように吹込み風率を上げるほど粉末度が大きくな
ることが判明し、ケース４の場合には図５に示されるよ
うに温風温度が高くなるほど粉末度が大きくなることが
判明し、ケース５の場合には図６に示されるようにブロ
ア排風率を上げるほど粉末度が小さくなることが判明し
た。

【００２４】（実施例２）実施例１で得られた各諸元と
粉末度との相関関係を把握した上で、表２に示される各
製造諸元の下、本発明の範囲とされる吹込み風温度１５
０℃、３００℃、６０℃の条件とする試作No１〜３の製
造条件の下で高炉スラグ微粉末を製造するとともに、比
較例として吹込み風温度を本発明範囲外とする３０℃〜
１０℃（試作No４〜６）、吹込み風なし（試作No８）の
試作No４〜８の製造条件の下で高炉スラグ微粉末を製造
した。なお、No４、No６の負荷は３t/H とし、それ以外
のものは５〜７t/H とした。得られたＰＢ−１〜ＰＢ−
４の微粉末の粉末度を表２に示す。また、各試作Noの粒
度構成をみるため、６μｍ、１６μｍ、４８μｍの各粒
径別加積通過率（％）を表３に示し、また図７にＰＢ−
２の粒度曲線を示し、図８にＰＢ−３の粒度曲線を示
す。なお、ＤＰ５０（％）は、加積通過率（％）の５０
％部における粒径（μｍ）を表したものである。

【００２５】

【表２】

【００２６】

【表３】

【００２７】試験の結果、比較例の試作No４〜７の場合
には、製造条件の変化により、ＰＢ−２で４０５０〜５
０００ブレーン品を、ＰＢ−３で７２３０〜１００３０
ブレーン品を製造することができたが、サイクロン５お
よびバグフィルター６等の捕集機等に結露が認められる
とともに、さらに製品自体に固結が認められた。なお、
製品の収率はＰＢ−２で９０〜８０％、ＰＢ−３で１０
〜２０％であった。

【００２８】一方、本発明例であるNo１〜No３の場合に
は、セパレーター回転数およびブロア排風率を一定と
し、吹込み風率４０〜７０％、温風温度を６０℃〜３０
０℃に変化させた場合であるが、ＰＢ−２で３８９０〜
４１８０ブレーン品を、ＰＢ−３で７８６０〜８３６０
ブレーン品を製造できた。このように、吹込み風の温度
を上げることで、安定した粉末度と粒度の製品を得る傾
向を示した。また、サイクロン５およびバグフィルター
６等の捕集機等に結露が認めらず、得られた微粉末にも
固結が認められなかった。なお、製品の収率はＰＢ−２
で８０〜７０％、ＰＢ−３で２０〜３０％であった。

【００２９】

【発明の効果】以上詳説のとおり、本発明によれば、１
ラインの高炉水砕スラグ微粉末製造設備によって、粉末
度の異なる複数品種のブレーン品を得ることができる。
また、セパレータ直後に吹込む温風により前記サイクロ
ンへの粗分の移送が防止され、サイクロンでの分離効率
が向上するとともに、サイクロンからバグフィルターへ
細粒分の移送性が良好となる。また、捕集装置内等での
結露が無くなるとともに、微粉末の固結もなり、安定し
て高品位のスラグ微粉末が製造できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る高炉水砕スラグ微粉末の製造フロ
ーを示す図である。

【図２】粉末度と負荷との相関関係図である。

【図３】粉末度とセパレーター回転数との相関関係図で
ある。

【図４】粉末度と吹込み風率との相関関係図である。

【図５】粉末度と温風温度との相関関係図である。

【図６】粉末度とブロア排風率との相関関係図である。

【図７】実施例２で得られたNo１〜８のＰＢ−２の粒度
曲線図である。

【図８】実施例２で得られたNo１〜８のＰＢ−３の粒度
曲線図である。

【図９】従来の粉末度５０００程度のブレーン品を得る
ための製造フロー図である。

【符号の説明】

１…高炉水砕スラグ、２…乾燥機、３…粉砕機、４…セ
パレーター、５…サイクロン、６…バグフィルター、７
…ダンパー、８…ブロア

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 関口 正夫 茨城県鹿島郡鹿島町大字光字光３番地 住 金鹿島鉱化株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】高炉水砕スラグを乾燥し、粉砕機で粉砕し
   た後、分級装置により粗粉と細粉とに分級・分離し、粗
   粉については前記粉砕機にリターンさせるとともに、細
   粉についてはサイクロンおよびバグフィルターの順で通
   す高炉水砕スラグ微粉末の製造工程において、 前記分級装置からサイクロンに至る移送ラインの中間に
   温度６０℃〜５００℃の温風吹込みを行い、 前記粉砕機から分級装置に至る移送ラインより粉末度
   （ブレーン値；単位cm²/g)２０００〜３０００ブレーン
   品を得、前記分級装置から粉砕機に至る戻りラインから
   粉末度１０００〜２０００ブレーン品を得、サイクロン
   より粉末度３５００〜５０００ブレーン品を得、バグフ
   ィルターより粉末度６０００〜１００００ブレーン品を
   それぞれ得ることを特徴とする高炉水砕スラグ微粉末の
   製造方法。