JPH07144945A

JPH07144945A - 人工軽量骨材の製造方法

Info

Publication number: JPH07144945A
Application number: JP29054693A
Authority: JP
Inventors: Satoru Fujii; 悟藤井; Ikuo Saito; 郁夫斉藤; Tadashi Sueoka; 忠士末岡; Kazunori Yamada; 和則山田; Akio Shinozaki; 明夫篠崎; Kenichi Naito; 憲一内藤; Masatoshi Nakanishi; 正俊中西; Yoichi Seki; 洋一関
Original assignee: Shimizu Construction Co Ltd; Chichibu Onoda Cement Corp; Shimizu Corp
Current assignee: Shimizu Construction Co Ltd; Chichibu Onoda Cement Corp; Shimizu Corp
Priority date: 1993-11-19
Filing date: 1993-11-19
Publication date: 1995-06-06

Abstract

(57)【要約】【目的】この発明は、ロータリーキルンにおける原料
の焼成に際して原料のすり減り量を少なくして融着防止
材を確実に働かせるために原料粒の表面が軟化する焼成
域で融着防止材が原料表面を確実に被うことを特徴とし
ている。【構成】この発明は、人工軽量骨材のロータリーキル
ンによる焼成に際して、造粒原料の表面軟化域に原料転
動用リフターを設け、すり減りの少ない造粒原料を使用
し、ロータリーキルンにおける造粒原料の表面軟化域上
端側を中心に該表面軟化域の上流側１／３から下流側１
／３の範囲内に融着防止材を投入することを特徴として
いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、頁岩、火山噴出物、
フライアッシュ等を主原料とし造粒、焼結する人工軽量
骨材の製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から、人工骨材は骨材の原料成分構
成を主体に、その製造方法に就いても多数の発明および
考案が発表されている。特に、この発明に関係の有ると
考えられる発明が、例えば特開昭52−49232号公報に記
載されている。この様な技術はロータリーキルンによる
人工軽量骨材の製造方法に関する発明で、造粒原料の焼
成時における融着防止材投入技術が記載されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】併し乍ら、この様な従
来の方法は造粒原料焼成時における融着防止材の投入技
術に就いて記載しているが、必ずしも十分とは言えず、
特に１.２ｍｍφ以下の細粒焼成に就いては、原料粒同
志が付着して塊状と成ったり、場合によってはロータリ
ーキルンの内壁に付着するために、ロータリーキルンの
実用運転が難しくなる。

【０００４】すなわち、細粒人工骨材を焼成するために
は当然に造粒原料も細粒にする必要がある。元来、ロー
タリーキルンにおける原料の転動作用は、キルン直径が
原料サイズに比して相対的に大きく成るに従って低下
し、耐火物面を滑るように成るが、原料のすり減りが多
いと、結果的に細粒原料と原料のすり減り分との混合物
を焼成することに成り、原料の転動が益々低下する。原
料の転動が低下すると、各々の原料粒が独立した動きが
少なくなり、ロータリーキルンに設置されたバーナのフ
レームに面した部分の原料面が加熱されることに成り、
各々の原料粒が均等に加熱されず、その結果、原料粒同
志が融着して塊状と成ってしまう。この様な状態では融
着防止材を原料に掛けても、各原料粒表面をまぶすこと
ができず、融着防止材は融着防止効果を発揮することが
出来ない。

【０００５】従って、この発明は、０.１０〜１.２ｍｍ
φの細粒骨材をロータリーキルンで焼成する製造方法に
関するもので、ロータリーキルンによる細粒骨材の製造
を可能にするためには、関連する各々の相互関係を調べ
た処、その結果として、ａ、原料のすり減り量を少なくする、ｂ、ロータリーキルンにおける原料を転動させる、ｃ、融着防止材を確実に働かせる、すなわち、原料粒の
表面が軟化する焼成域で融着防止材が原料表面を被うよ
うにする、こと等の条件を満足することが必須であるこ
とが解かった。

【０００６】従って、以上から、この発明の目的は、従
来における課題を解決するために、ロータリーキルンに
おける原料の焼成に際して原料のすり減り量を少なくし
て融着防止材を確実に働かせるために原料粒の表面が軟
化する焼成域で融着防止材が原料表面を確実に被うよう
構成された人工軽量骨材の製造方法を提供することにあ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、この発明に依れば、人工軽量骨材の製造方法は、
人工軽量骨材のロータリーキルンによる焼成に際して、
造粒原料の表面軟化域に原料転動用リフターを設け、す
り減りの少ない造粒原料を使用し、ロータリーキルンに
おける造粒原料の表面軟化域上端側を中心に該表面軟化
域の上流側１／３から下流側１／３の範囲内に融着防止
材を投入することを特徴としている。

【０００８】

【作用】ロータリーキルンによる人工軽量骨材の焼成技
術は、種々の文献や特許等により公開されているが、製
造される骨材の大きさは粗骨材（１０〜１５ｍｍφ）が
主体であり、細骨材の中サイズの大きい１.２〜５.０ｍ
ｍφのものでもキルンの直径が大きくなると製造するこ
とが難しくなり、まして１.２ｍｍφ以下の細骨材の製
造は不可能な状況にある。

【０００９】この最大の原因は製品の吸水率を下げるた
めに、製品の表面を溶融してガラス化する必要がある
が、個々の原料粒が小さくて熱容量が小さいために、焼
成温度（造粒原料表面軟化域）で融着し易いことにあ
る。この状態はすり減り分が多ければ益々助長され、且
つロータリーキルンにおける原料の転動不良が塊状物発
生の決定的結果をもたらすことになる。従って、造粒原
料のすり減り量（少なくできる限界はあるが）を出来る
だけ少なくし、ロータリーキルンにおける造粒原料の表
面軟化域（焼成帯）にリフターを設け、造粒原料に対し
て熱が均等に加えられると同時に、個々の粒を分離し、
融着防止材を効果的に使用することにより、ある程度の
原料のすり減りがあっても融着塊状物の発生が無く、ロ
ータリーキルンによって１.２ｍｍφ以下の細粒製造が
可能となる。

【００１０】すなわち、造粒原料のすり減り量を制限
し、ロータリーキルンの少なくとも原料表面軟化域（焼
成帯）にリフターを設置し且つ融着防止材が焼成帯で造
粒原料をまぶす状態にするこれら３つの条件を満足させ
ることよって１.２ｍｍφ以下の細骨材の製造が可能と
成るものである。

【００１１】以下に、これら３つの条件に就いて詳しく
記載する。 (ａ)造粒原料のすり減り量の制限であるが、造粒原料の
径比で最大：最少＝１０：１、好ましくは１０：３の範
囲においてロータリーキルンの如き円筒型回転体内で造
粒物を転動させ、回転運動を与える前の造粒物の平均径
篩目の篩でふるい、造粒物運動距離１００ｍ当たり、造
粒物の残分が全造粒物の１５％以上、好ましくは２０％
以上にすること、(ｂ)ロータリーキルンの焼成帯に設置
するリフターは、その耐火物内壁周長１〜１.５ｍ当た
り１列取り付け、且つリフター設置部分は少なくとも原
料表面軟化域とすること、(ｃ)融着防止材はロータリー
キルンにおける造粒原料の表面軟化域上端側を中心に該
表面軟化域の上流側１／３から下流側１／３の範囲内
に、キルンの回転方向に巻き上げられた造粒原料が再び
キルン耐火物面に戻る際の造粒物と耐火物面の間に投入
すること、である。

【００１２】造粒原料のすり減り量を左右する主な要因
は原料の粒度分布、粘結剤の種類と量、造粒時の水分お
よび焼成時の保有水分、焼成時の加熱速度等である。こ
れらの要因の内、焼成時に造粒原料保有水分および焼成
時の加熱速度は設備工程が決まれば、その設備によって
略々決まってしまう。従って、原料の粒度分布、粘結剤
の量、造粒時の水分を制御することを主体に行う。

【００１３】原料の粒度分布は細かい方が造粒原料を作
る際に良く締まり、すり減り量を少なくすることが出来
るが、原料を細かくするために原料粉砕・分級にエネル
ギーを要し、コスト高となる。そのために、出来るだけ
原料の細粒化を行わずに、すり減り量を減らすことが望
ましい。種々の人工超軽量骨材原料に就いて調べた結
果、平均粒子径でフライアッシュでは１５μｍ以下、頁
岩は２０μｍ以下、火山岩および火山噴出物は１０μｍ
以下にすれば、すり減り量の少ない造粒原料が得られる
ことを突き止めた。

【００１４】ロータリーキルンのリフター設置間隔に関
しては、リフターの設置間隔を詰め過ぎると、造粒原料
の表面軟化、溶融に伴いコーチングを発生し易くなる。
従って、コーチングトラブルを発生すること無く、造粒
原料を転動させて各原料粒に均等に加熱する必要があ
る。フライアッシュ、頁岩、火山噴出物等の溶融温度、
粘性特性および造粒物サイズにも影響を受けるが、実験
によりロータリーキルンの耐火物内壁周長１〜１.５ｍ
当たりリフターを１列取り付けることによって、コーチ
ングトラブルを起こさず且つ均等加熱により品質に支障
ない造粒原料の転動が得られることを突き止めた。

【００１５】細粒骨材を焼成する条件の重要な一つであ
る融着防止剤の投入であるが、造粒原料の表面が溶融開
始する直前に投入することが重要である。ロータリーキ
ルンで人工超軽量骨材を焼成する場合に、融着防止剤は
キルン下端から吹き込む方法と、造粒原料の乾燥と焼結
を分けて焼成する２段キルンにおいて焼結用キルン上端
から融着防止剤吹き込む方法とがあるが、効率的に融着
防止剤を働かせるための現実的方法としては、造粒原料
のキルンにおける表面軟化域上端を中心に表面軟化域の
上、下１／３の範囲にキルンの回転方向に持ち上げられ
た造粒原料が再びキルン耐火物面に戻る際の造粒原料と
耐火物面との間に投入する方法が好適である。その際
に、リフターによって造粒原料の転動により融着防止剤
が効果的に働いて造粒原料同志の融着を防止し、運転に
支障無く骨材製造を行うことが出来る。

【００１６】

【実施例】この発明は人工軽量骨材の内、特に細骨材の
製造に関する発明であり、すり減りの少ない造粒原料を
ロータリーキルン焼点部に設けたリフターで転動させる
ことによって、熱を均等に加え、且つ融着防止剤を発泡
開始点を中心に適正な範囲に造粒原料と良く混ざる様に
することによって、始めて目的とする製品を得ることが
出来る。

【００１７】以下に、この発明を、実施例としての細骨
材の製造を主体に述べる。先ず、原料の造粒であるが、
ボールミルで粉砕し、その平均粒子径（Ｄ₅₀）を１５ｍ
μ以下になるように粉砕するが、その際に発泡剤、粘結
剤を添加材ボールミルに供給してミル内で混合させる。
この粉末原料をパッグミル（羽根を改造して撹拌を良く
したもの）で水を１８〜２０％加えて混合し、パンペレ
タイザーで造粒する。その際、原料粉末度、水分量、パ
ンペレタイザーの傾斜角度と回転数と原料滞留時間等に
よって造粒原料の締まり具合が左右され、原料のすり減
り量が影響を受ける。表１は抗火石を用いて粉砕物の平
均粒子径および造粒後の粒径比を変えた時の造粒原料の
すり減り試験結果、リフター付きロータリーキルンで焼
成した時の絶乾比重、運転状況実施結果を示す。

【００１８】

【表１】

【００１９】表１から平均粒子径１５ｍμ以下、造粒原
料の粒径比１０：１以下、好ましくは１０：３以下の粒
度範囲ですり減り残分１５％以上であることが必要であ
ることが解かった。

【００２０】この結果、すり減り量および運転状況は、
抗火石に限らず火山噴出物（火山灰、シラス等）、頁
岩、フライアッシュ等に就いても略々同様の結果が解か
っている。火山噴出物やフライアッシュは原料自身の粘
着力は極めて弱く粘結剤を原料の性状に合わせて適量加
え、更に、人工骨材の軽量化のために発泡剤を加える必
要があるが、頁岩の場合は有機物を含んでおり、発泡
剤、粘結剤等の添加は不要である。

【００２１】図１〜４はこの発明のロータリーキルンに
よる人工軽量骨材の焼成方法を実施するための装置の一
例を示す。

【００２２】図１は人工軽量骨材の製造フローを示す図
で、原料工程と焼成工程と製品工程との３つの工程に大
別される。人工軽量骨材細骨材の製造には原料造粒技術
とロータリーキルンに設けるリフターおよび融着防止剤
の投入技術をうまく組み合わせることが必要である。

【００２３】図１に概略示する様に、この発明の人工軽
量骨材の製造方法において、先ず、原料ホッパー１１と
添加材ホッパー１２からの原料と添加材が秤量機１４、
１５によって夫々秤量されてボールミル１６に供給され
て混合粉砕され、バケットエレベータ１７によってサイ
ロ１８に貯えられ、次いで、ストレージサイロ１９から
別のバケットエレベータ２０により解砕式バッグミル２
１および解砕機２２に供給されて解砕されてパンペレタ
イザー２３によって造粒され、振動スクリーン２４を介
して大きな造粒物は解砕機２５に、好適な造粒物はドラ
ム整粒機２６に供給されて整粒され、バケットエレベー
タ２７、ベルトコンベヤ２８、２９によってロータリー
キルン１に供給されて焼成される。ロータリーキルン１
にて焼成されて製造された人工軽量骨材はロータリーク
ーラー３０にて冷却されてタンク３１に収容され、篩分
け機３２にて篩分けされて所要の人工軽量骨材細骨材と
して製造され、人工軽量骨材細骨材として最終的に出荷
される。

【００２４】図２はロータリーキルンによる人工軽量骨
材を製造する焼成帯部分の全容を概略的に示すもので、
すり減りが少なくなる様に作られた造粒原料４（この造
粒原料の製造方法は通常の方法であるので、こゝには詳
しく記載しない）を、ロータリーキルン１に投入する
と、ロータリーキルン１の傾斜と回転（矢印１１方向、
図３、４に記載）によって、造粒原料４はバーナ６によ
って乾燥、昇温されて表面軟化域（焼成帯）Ａに達す
る。ロータリーキルン１の表面軟化域Ａでは原料４の融
着を防止するために融着防止材５が効果的に投入される
と同時に、ロータリーキルン１の焼成帯である表面軟化
域Ａに設置されたリフター３（図３、４に記載）によっ
て造粒原料４への加熱の均等化が図られる。表面軟化域
Ａへの融着防止材５の投入は、本実施例では図３および
図４に示される様に、融着防止材５の入ったビン９から
ビン９の下部に設けられたロータリーバルブ１０を経て
圧縮空気によって、冷却管８により冷却保護された供給
管７を介してロータリーキルン１内に吹き込む方法が採
られている。融着防止材５の吹き込み制御は圧縮空気
量、供給管７の角度および供給管７の先端形状（図示し
ない）によって位置と範囲の調整が行われる。リフター
３は図示実施例では４箇所に設けられているが、４箇所
に限らず任意の数のリフターを適宜に設けることが出来
るものである。

【００２５】また、この発明の図示実施例では造粒原料
４の表面軟化域Ａ上端側を中心にロータリーキルン１の
軸方向の表面軟化域Ａ長の上流側１／４から下流側１／
４の範囲に亙って融着防止材５が投入される。尚、融着
防止材５の投入に関しては、例えば投入範囲を広くして
焼成帯全域、すなわち表面軟化域Ａ全域およびロータリ
ーキルン１の上流側へ焼成帯の長さと同程度の範囲まで
とすることも出来るが、融着防止材５を無駄に消費する
ことになるのみならず、人工骨材焼成後の製品からの分
離作業も増加するので、従って、出来るだけ少量で融着
防止効果を挙げることが望ましい。

【００２６】図３はロータリーキルン１の断面図で、リ
フター３によってロータリーキルン１の回転方向（矢印
１１方向）により転動を与えられた造粒原料４が、融着
防止材５の供給管７から投入される融着防止材５によっ
て造粒原料４の表面を効果的にまぶす部分Ｂを示してい
る。融着防止材５がロータリーキルン１の、矢印１１に
より示される回転方向に造粒原料４と共に巻き込まれる
ことによって造粒原料４の融着防止が効果的に行われ
る。この様に、融着防止材５の投入位置と範囲およびま
ぶし部分Ｂに示すような方法を組み合わせること等一層
が効果的である。

【００２７】図４は図２と図３のリフター３、融着防止
材５、造粒原料４の相互位置関係等を別の角度から示し
たものである。リフター３長さはロータリーキルン１の
軸方向の長さと同程度にしても支障ないが、本実施例で
は造粒原料４の表面軟化域Ａ上端より１／２Ａ上流まで
設置しており、融着防止材を効果的に働かせるために融
着防止材５上流側ｂ点迄設けることが適当である。本実
施例によって０.１０〜１.２ｍｍの人工軽量骨材が製造
される。

【００２８】

【発明の効果】ロータリーキルンによる骨材の焼成は、
一般的には粗骨材と言われる５〜２０ｍｍのサイズが主
体であり、細骨材の焼成は原料融着による大塊発生によ
り安定運転が困難であると言える。併し乍ら、この発明
によって細骨材の基準サイズで０.１０〜１.２ｍｍの人
工軽量骨材焼成が可能となった。

【００２９】更に、この発明の方法によれば、頁岩、シ
ラス、火山灰・抗火石等の火山噴出物を原料とする比重
１.０以下の人工超軽量骨材やフライアッシュを主原料
とする人工骨材の製造も可能であり、勿論５〜２０ｍｍ
の粗骨材の製造にも適用でき、融着防止材の節約、製品
（焼成物）の均質化を含めて一層の品質向上を計ること
が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明における人工軽量骨材の製造フローで
ある。

【図２】この発明の人工軽量骨材の製造方法を実施する
ためのロータリーキルンによる人工軽量骨材を製造する
焼成帯部分の全容的な側断面概略図である。

【図３】図２のロータリーキルンの横断面図である。

【図４】図２および図３ロータリーキルンにおけるリフ
ター、融着防止材、造粒原料等の相互位置関係を示す一
部破断した斜視図である。

【符号の説明】

１ロータリーキルン２耐火物３リフター４造粒原料４’製品５融着防止材６バーナ７（融着防止材）供給管８供給管の冷却管９融着防止材ビン１０ロータリーバルブ１１ロータリーキルン回転方向Ａ造粒原料の表面軟化域（焼成帯）Ｂ融着防止材の造粒原料まぶし部分

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者末岡忠士山口県小野田市大字小野田6276番地小野田セメント株式会社内 (72)発明者山田和則山口県小野田市大字小野田6276番地小野田セメント株式会社内 (72)発明者篠崎明夫東京都港区芝浦一丁目２番３号清水建設株式会社内 (72)発明者内藤憲一東京都港区芝浦一丁目２番３号清水建設株式会社内 (72)発明者中西正俊東京都港区芝浦一丁目２番３号清水建設株式会社内 (72)発明者関洋一東京都港区芝浦一丁目２番３号清水建設株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】人工軽量骨材のロータリーキルンによる
焼成に際して、造粒原料の表面軟化域に原料転動用リフ
ターを設け、すり減りの少ない造粒原料を使用し、ロー
タリーキルンにおける造粒原料の表面軟化域上端側を中
心に該表面軟化域の上流側１／３から下流側１／３の範
囲内に融着防止材を投入することを特徴とする造粒物の
焼成方法。
【請求項２】すり減りの少ない造粒原料として造粒原
料の直径比で最大：最少＝１０：１の範囲において、ロ
ータリーキルンの様な円筒型回転体内で造粒物を転動さ
せ、回転運動を与える前の造粒物の平均径篩目の篩でふ
るい、造粒物の運動距離１００ｍ当たり、造粒原料の残
分が全造粒物の１５％以上であることを特徴とする請求
項１記載の人工軽量骨材製造方法。
【請求項３】造粒原料の表面軟化域における原料転動
用リフターとして、ロータリーキルンの耐火物内壁周長
１〜１.５ｍ当たり１列取り付けることを特徴とする請
求項１記載の人工軽量骨材製造方法。