JPH0852719A

JPH0852719A - 粘土瓦の製造方法

Info

Publication number: JPH0852719A
Application number: JP19078194A
Authority: JP
Inventors: Kazutoshi Hisaie; 和利久家; Mitsuru Ikeda; 充池田; Yasubumi Nakao; 泰文中尾
Original assignee: Ube Industries Ltd
Current assignee: Ube Corp
Priority date: 1994-08-12
Filing date: 1994-08-12
Publication date: 1996-02-27

Abstract

(57)【要約】【目的】耐摩耗性に優れ長期連続操業できる生産性の
高い粘土瓦の製造方法を提供しようとするものである。【構成】原料の粉砕工程と成形工程と施釉工程と焼成
工程とを少なくとも備えた粘土瓦の製造方法であって、
粉砕工程に竪型ローラミルを使用して原料を微粉砕する
こととしたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は粘土瓦の製造方法に関
し、特に破砕工程における破砕機の摩耗対策を考慮した
粘土瓦の製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、粘土瓦の製造方法は、図７に示す
ように、原料となる粘土を採掘後に約１ケ月程度野積し
て放置し、自然乾燥して水分の均一化を図ってから、ロ
ールクラッシャなどの破砕機で、例えば、２５０μｍパ
ス９５％程度（すなわち、最大粒子径は５００〜７００
μｍ）に破砕する破砕工程の後、水を加えてスクリーン
・フィーダなどの混練機で混練する加水・混練工程を経
て、再び前述したと同一の粒子径となるようロールクラ
ッシャで再破砕する破砕工程を実施する。その後、２軸
のスクリュで加圧して縁端のダイス・スリットより押出
す押出機により連続した平板状の成形体を形成する成形
工程を経て、所要の瓦寸法に切断し、屋根瓦形状に湾曲
成形する切断・プレス工程を施工し、トンネル型の連続
乾燥機内を通過させて所要の含有水分になるよう乾燥工
程の後、液体状の釉薬が入った貯槽内を懸架して浸漬し
たまま移動する自動施釉機を通過したあと、焼成炉に入
れて１２００〜１３００℃の高温で焼成する焼成工程を
経て、製品としての屋根瓦が製造され、検査工程により
曲げ試験その他の検査の後、合格品は出荷される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
製造方法においては２回の破砕工程で使用されるロール
クラッシャは、図８の平面図に見られるように、水平で
平行な２つのロール間の間隙に原料を通過せしめて原料
を該間隙以下の粒度に破砕する機構となっており、一
方、原料の粘土成分の中には硅石が混じっているために
ロールの摩耗が激しく、かつ、原料は主として中央部を
流れるためロールの中央部の摩耗が縁端の摩耗よりも大
きくなって所定の間隙が平行でなく中ぶくれとなり、原
料の破砕後の粒度が不均一となる。このため、約１週間
に１度ロールを取り替えて新製のものや摩耗補修したも
のに変更する必要があり、煩雑であり、かつ、生産性を
阻害していた。

【０００４】

【課題を解決するための手段】以上の課題を解決するた
めに、本発明の粘土瓦の製造方法は、第１の発明では、
原料の粉砕工程と成形工程と施釉工程と焼成工程とを少
なくとも備えた粘土瓦の製造方法であって、該粉砕工程
においては原料を竪型ローラミルによって微粉砕する構
成とした。また、第２の発明では、さらに粉砕工程と成
形工程との間に、原料に水分を添加し混練する調湿・混
練工程を付加した。また、第３の発明では、調湿・混練
工程においては、皿型造粒機によって原料に水分を添加
し、ペレット状粒状物を形成する構成とした。

【０００５】

【作用】本発明では、従来のロールクラッシャによる２
段の破砕工程を廃止し、それに代わるものとして竪型ロ
ーラミルによる粉砕工程により原料を粉砕する。その結
果、粉砕ローラやテーブルライナなど竪型ローラミルの
摩耗材の寿命は約２０００時間と飛躍的に延びるから、
従来実施してきた週単位のロールクラッシャ・ロールの
取り替えが不要となり生産性が向上する。また、粉砕後
の粒度も大幅に細かくなるから均一で表面肌理の優れた
粘土瓦が得られる。また、粉砕工程と成形工程に調湿・
混練工程を付加して水分調整をし、かつ、水分や混練状
態の均一化を図ることにより、焼成後の製品瓦の強度が
増大し品質が向上する。調湿・混練工程において、皿型
造粒機を採用すると、単一の機械で能率よく所望の含有
水分を持ったペレット状粒状物が得られ、最終製品の品
質が向上する。

【０００６】

【実施例】以下図面に基づいて本発明の実施例の詳細に
ついて説明する。図１〜図６は本発明の実施例に係り、
図１は粘土瓦の製造フローシート、図２は粘土瓦の製造
設備の全体構成図、図３は竪型ローラミルの全体縦断面
図、図４はスクリーンフィーダの縦断面図、図５は皿型
造粒機の正面図、図６は皿型造粒機の縦断面図である。

【０００７】本発明においては、図１に示すように、採
掘された瓦原料となる粘土類は、粉砕工程の効率を高め
るため予備乾燥された後、竪型ローラミルによる粉砕工
程を経て微粉砕される。微粉砕された粉砕産物は一般に
乾燥状態となっており、次工程の成形を行うためにはあ
らかじめ原料微粉にバインダなどの結合剤を入れて混練
するか、または、水分を添加して混練する調湿・混練工
程を設けるのが望ましく、この場合には後述するスクリ
ーンフィーダやあるいは皿型造粒機が使用される。粉砕
産物の粒度は７４μｍパス９０〜９５％（最大粒子径７
５〜１００μｍ）程度とし、調湿・混練工程における添
加水分含有量は１８〜２０％（ＷＢ）が望ましい。次
に、これらの粒状原料は押出機７０へ供給され、水平平
行２軸のスクリュによって加圧成形されて連続した板状
成形体に形成されて押出機（２軸スクリュ押出機）７０
より排出される。成形工程を終えた板状成形体は瓦寸法
に合致する規定寸法に裁断され、プレス成形されて所定
の瓦形状となり、乾燥工程と施釉工程とを経て焼成さ
れ、瓦製品となる。図１の成形工程以降は従来工程と同
一である。

【０００８】図２は粘土瓦製造設備の実施例を示したも
ので、１は原料ホッパ、２はベルトフィーダ、５（５
Ａ、５Ｂ）はベルトコンベヤ、６は供給ゲート、７は乾
燥機、８は熱風炉、９はバケットエレベータ、１０は熱
風ダストコレクタ、２０はミル前ホッパ、３０は竪型ロ
ーラミル、４０はバッグフィルタ、４２はスクリュコン
ベヤ、４４はバケットエレベータ、５０は微粉ホッパ、
５２は局部集塵用のバッグフィルタ、５４は微粉切出
機、６０Ｓはスクリーンフィーダ（または皿型造粒機６
０）、６８と６９はベルトコンベヤ、７０は押出機、８
０は切断機、９０は成形プレス、１００は連続乾燥機、
１１０は自動施釉機、１２０は焼成炉（窯炉）である。
図２において、原料ホッパ１に貯えられた瓦原料はベル
トフィーダ２により切り出され、供給ゲート６を経て乾
燥機７へ移送される。乾燥機７は熱風炉８によって供給
された熱風を室内に導入されて乾燥するパドル式ドライ
ヤやベルト式ドライヤが使用される。予備乾燥された原
料はミル前ホッパ２０で一旦貯蔵されたうえ竪型ローラ
ミル３０へ投入されて微粉砕される。竪型ローラミル３
０の構造や作用については後述する。竪型ローラミル３
０で粉砕後の粉砕産物は空気搬送され、バッグフィルタ
４０で集塵され微粉ホッパ５０へ貯蔵される。粉砕産物
は従来技術の破砕機（例えばロールクラッシャ）よりも
はるかに小さな粒度に粉砕され、７４μｍパス９０〜９
５％程度とされる。

【０００９】このようにして得られた微粉状態の乾燥さ
れた原料は、そのままでは瓦形状への成形が困難である
ので、バインダなどの結合剤を加えるか、あるいは適正
な水分添加をして混練する。本発明においては、粉砕工
程と成形工程との間に調湿・混練工程を設け、使用する
機械としては、図４に示すようなスクリーンフィーダ６
０Ｓか、または、図５〜図６に示す皿型造粒機６０を採
用する。

【００１０】スクリーンフィーダ６０Ｓは、図４に示す
ように、竪型円筒形状のケース６０ａの中心軸上に垂直
な回転軸６０ｂがＶプーリ６０ｃを介して回転自在に配
設され、内部に投入された原料にスプレイノズル６０ｇ
より噴霧した水分を加えて、回転軸６０ｂと共回りする
撹拌機６０ｄで撹拌混合されたうえ、下方の回転軸６０
ｂに連結されて同じく共回りする平面視湾曲状のアーム
の先端に取り付けられたスクレーパ６０ｅでケース６０
ａ下方の内壁面に原料は押圧され、ケース６０ａ下方壁
面に多数穿設されたスリット６０ｆより外部へ排出され
る構造となっており、軟い棒状の原料成形物が連続して
排出される。一方、調湿・混練工程には上述のスクリー
ンフィーダ６０Ｓの代わりに、皿型造粒機６０を使用す
ることもできる。皿型造粒機６０の構造や作用について
は後述する。このようにして軟い固形物とされた原料
は、次に押出機７０へ装入され水平平行な２軸スクリュ
に混練され加圧されて前方のダイスより長尺の板状の成
形体となって押し出され、切断機（カッタ）８０で所要
寸法に裁断されたあと、成形プレス９０によって所要の
瓦形状に成形される。成形体はトンネル型の連続乾燥機
１００を通過する間に含有水分を約１％程度に蒸発乾燥
され、釉薬の入った貯槽内を上方の吊具に懸架され浸漬
されたまま移動する自動施釉機１１０で釉薬（うわぐす
り）を表面に塗布される。その後、焼成炉１２０で１１
００〜１２００℃に加熱され、焼成されて最終製品の瓦
製品となる。これらの瓦製品は外観検査や曲げ試験など
の強度試験を行い、合格品が製品として梱包され出荷さ
れる。

【００１１】次に竪型ローラミル３０の構造と作用につ
いて説明する。石灰石やスラグ、セメント原料などの原
料を細かく粉砕し粉体とする粉砕機の一種として、図３
に示すように、回転テーブルと粉砕ローラとを備えた竪
型ローラミル３０が広く用いられている。この種の粉砕
機は、円筒状ケーシング３１の下部において電動機３２
Ａにより減速機３２Ｂで駆動されて低速回転する円盤状
の回転テーブル３３と、その上面外周部を円周方向へ等
分する箇所に油圧などで圧接されて従動回転する複数個
の粉砕ローラ３４とを備えている。粉砕ローラ３４はケ
ーシング３１に軸３４Ｂによって揺動自在に軸支された
アーム３４Ａとアーム３４Ｃを介して油圧シリンダ３４
Ｄのピストンロッド３４Ｅに連結されており、油圧シリ
ンダ３４Ｄを作動させることにより、粉砕ローラ３４を
回転テーブル３３上に押圧して原料への粉砕圧力を与え
ている。３３Ｓは回転テーブル３３の外周縁に設けられ
原料層厚を調整するダムリング、３３Ａは回転テーブル
３３周囲のガス吹上用環状空間通路、３３Ｂはガス供給
路、３５は羽根３５Ａにより粉砕された原料を分級する
回転式セパレータ、３７はガスとともに製品を取り出す
排出口、３６は原料投入シュートである。

【００１２】このように構成された竪型ローラミル３０
において、調合原料は回転テーブル３３の中央部へ原料
投入シュート３６より供給され、回転テーブル３３の回
転によりテーブル半径方向の遠心力を受けて回転テーブ
ル３３上を滑る時に回転テーブル３３により回転方向の
力を受け、回転テーブル３３との間で滑って回転テーブ
ル３３の回転数よりいくらか遅い回転を行う。以上２つ
の力、すなわち、半径方向と回転方向の力とが合成さ
れ、原料は回転テーブル３３上を渦巻状の軌跡を描いて
回転テーブル３３の外周部へ移動する。この外周部に
は、ローラが圧接されて回転しているので、渦巻線を描
いた原料は粉砕ローラ３４と回転テーブル３３との間へ
ローラ軸方向とある角度をなす方向から進入して噛込ま
れて粉砕される。

【００１３】一方、ケーシング３１の基部には熱風ダク
ト３８によって乾燥機７を通過した後の熱風などのガス
が導かれており、このガスが回転テーブル３３の外周面
とケーシングの内周面との間の環状空間通路３３Ａから
吹き上がることにより、粉砕された微粉体はガスに同伴
されてケーシング３１内を上昇し、上部に位置するセパ
レータ３５の羽根３５Ａにより分級作用を受け、所定粒
度の微粉末はガスとともに排出口３７から排出され次の
工程（バッグフィルタ４０）へ送られる。粉砕産物の粒
度はセパレータ３５の回転数を変更することにより簡単
容易に調整できる。このように、竪型ローラミル３０
は、従来の粘土瓦製造設備に使用されていた２段のロー
ルクラッシャでは到底不可能であった粒度にまで大量
に、かつ、連続的に微粉砕できるばかりでなく、摩耗性
の強い原料に対しても十分耐久性を備えている。すなわ
ち、粉砕に寄与し原料と常時接触する粉砕ローラ３４の
周面や回転テーブル３３上面のテーブルライナ３３Ｌは
耐摩耗性に強い高マンガン鋼鋳鋼を使用しており、寿命
が長く通常粘土系の原料に対しては約２０００〜２５０
０時間の使用に耐える。高マンガン鋼鋳鋼は、１１〜１
４％Ｍｎ、０．９０〜１．３％Ｃｏを含み、他の鋼種に
見られない極めて大きい靱性と著しい加工硬化能をもっ
ている。したがって、この特長を発揮させるため、粉砕
ローラ３４やテーブルライナ３３Ｌの製造に際しては、
１３２０°Ｋに加熱して炭化物をオーステナイト中へ固
溶させ、均一オーステナイト組織とする。また、この場
合の焼入れは、硬化が目的でなく靱性の付与が目的であ
り、水靱処理と呼ばれている。この状態では表面の硬さ
がＨＢ２００程度と軟かいが、実操業の運転によって表
面に衝撃的荷重をうけるとＨＢ５５０程度の加工硬化層
が形成され、すぐれた耐摩耗性を発揮する。したがっ
て、常に表面に打撃を受けるような粉砕機構を有する竪
型ローラミル３０のような粉砕機には耐摩耗性について
好適である。

【００１４】次に、皿型造粒機６０の構造と作用につい
て説明する。皿型造粒機６０は、図５〜図６に示すよう
に、フレーム６１上にハンドル６１Ａによって傾動自在
な皿型のパン６２を配設し、電動機６０Ａによりパン６
２を回転駆動した状態で、微粉原料をパン６２内へ供給
する。パン６２内の微粉原料はスプレによる水分の添加
とともに図４の２点鎖線で示した軌跡を描いてパン６２
の底面および側内面を転動し、次第に造粒されてペレッ
ト状の粒体となる。粒体の含有水分は添加する水分量と
バッチ運転時間によって制御される。皿型造粒機６０は
以上のように微粉原料に所要の含有水分を与えて調湿お
よび混練を行い均一な所要の粒径の粒体を形成する。な
お、皿型造粒機６０にはパン６２の底面や側内面への微
粉の付着を防止するため、アーム６３に直交して張設し
たビーム６３Ａに付着物を剥離させるサイドスクレーパ
６４やサイドレーキ６５を配設して側内面の付着防止を
図るとともに、ビーム６３Ａを移動自在な移動レーキ６
６によって底面付着物の除去を行っている。

【００１５】以上説明したように、本発明の粘土瓦の製
造方法は、従来設備のように、週１回必要としていたロ
ールクラッシャの取り替えなどの面倒な作業もなく、耐
摩耗性に優れる竪型ローラミル３０を使用して大量に、
かつ、連続的に操業できるばかりでなく、原料粉末の粒
度がこれまでの破砕機では得られなかった微粉領域とな
っているため、瓦製品の強度が１．５倍にアップし、表
面光沢のよい高品質の製品が得られる。また、原料粒子
が微細化されている分単位重量当りの比表面積が増大し
ているから、焼成効率がよく５０〜１００℃程度焼成温
度が低減できるから省エネルギ効果がある。

【００１６】

【発明の効果】以上述べたように、本発明においては、
メンテナンス性が改善され、生産性が向上するととも
に、製品品質もアップする。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る粘土瓦の製造フローシー
トである。

【図２】本発明の実施例に係る粘土瓦の製造設備の全体
構成図である。

【図３】本発明の実施例に係る竪型ローラミルの全体縦
断面図である。

【図４】本発明の実施例に係るスクリーンフィーダの縦
断面図である。

【図５】本発明の実施例に係る皿型造粒機の正面図であ
る。

【図６】本発明の実施例に係る皿型造粒機の縦断面図で
ある。

【図７】従来の粘土瓦の製造フローシートである。

【図８】従来のロールクラッシャの平面図である。

【符号の説明】

１ホッパ１Ａホッパ１Ｂホッパ１Ｃホッパ１Ｄホッパ１Ｅホッパ２ベルトフィーダ３電磁フィーダ４破砕機（クラッシャ）５Ａベルトコンベヤ５Ｂベルトコンベヤ５Ｃベルトコンベヤ６供給ゲート７乾燥機８熱風炉９バケットエレベータ１０熱風ダストコレクタ２０ミル前ホッパ３０竪型ローラミル３１ケーシング３２Ａ電動機３２Ｂ減速機３３回転テーブル３３Ａ環状空間通路３３Ｂガス供給路３３Ｌテーブルライナ３３Ｓダムリング３４粉砕ローラ３４Ａアーム３４Ｂ軸（回転軸）３４Ｃアーム３４Ｄ油圧シリンダ３４Ｅピストンロッド３５セパレータ３５Ａセパレータ羽根３６原料投入シュート３７排出口３８熱風ダクト４０バッグフィルタ４２スクリュコンベヤ４４バケットエレベータ５０微粉ホッパ５２バッグフィルタ５４微粉切出機６０皿型造粒機６０ａケース６０ｂ回転軸６０ｃＶプーリ６０ｄ撹拌機６０ｅスクレーパ６０ｆスリット６０ｇスプレイノズル６０Ａ電動機６０Ｓスクリーンフィーダ６１フレーム６１Ａハンドル６２パン６３アーム６３Ａビーム６４サイドスクレーパ６５サイドレーキ６６移動レーキ６８ベルトコンベヤ６９ベルトコンベヤ７０押出機（２軸スクリュ押出機）８０切断機（カッタ）９０成形プレス１００連続乾燥機１１０自動施釉機１２０焼成炉（窯炉）１３０ロールクラッシャ１３２原料供給口２００粘土瓦製造設備

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】原料の粉砕工程と成形工程と施釉工程と
焼成工程とを少なくとも備えた粘土瓦の製造方法であっ
て、該粉砕工程においては原料を竪型ローラミルによっ
て微粉砕する粘土瓦の製造方法。
【請求項２】粉砕工程と成形工程との間に、原料に水
分を添加し混練する調湿・混練工程を付加した請求項１
記載の粘土瓦の製造方法。
【請求項３】調湿・混練工程においては、皿型造粒機
によって原料に水分を添加し、ペレット状粒状物を形成
する請求項２記載の粘土瓦の製造方法。