JPH0994475A - 高粉末度粉体製造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 比較的簡単に高炉スラグ等の高粉末度粉体を
得ることができる粉体製造装置を提供する。 【解決手段】 加熱乾燥手段１１ａを有するローラーミ
ル１１で粉砕された粉砕物をエアセパレータ１２で分級
するとともに、分級した微粉をバグフィルタ１７で補集
し、バグフィルタ１７で補集した微粉をさらにサイクロ
ン２０で分級し、サイクロン２０で分級した超微粉をバ
グフィルタ２１で補集することにより高粉末度粉体を得
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、比表面積が大きい
高炉スラグ粉体やセメントなどの製造に用いられる高粉
末度粉体製造装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より高炉スラグの潜在水硬性を利用
して、高炉セメントとして広く用いられてきた高炉スラ
グ粉末は、さらに近年、粉末技術の発達とも相まって高
粉末度スラグが使用されるようになった。

【０００３】従来高炉セメント用として使用されてきた
高炉スラグ粉末は、一般に比表面積が４０００ｃｍ² ／
ｇ前後のものであるが、比表面積が６０００ｃｍ² ／ｇ
程度以上の、いわゆる高粉末度スラグは、特に強度改
善，流動性の向上，温度上昇の抑制等の点において優れ
た特性を示し、これを利用して、水中コンクリート，高
強度コンクリート，高流動化コンクリート，グラウト等
の材料として利用されている。特に埋立地などの砂地盤
で発生する液状化地盤対策用としては、空隙が少ない中
砂及び細砂の場合、比表面積が１４，０００ｃｍ² ／ｇ
以上、好ましくは２０，０００ｃｍ² ／ｇ以上の高粉末
度が必要とされる。

【０００４】一般に高粉末度スラグを製造する場合、各
種の粉砕機や分級器が使用され、一定の特性を備えた微
粉砕を得たいときは極めて大きな動力を必要とし、製品
の回収率が悪く生産コストに著しい影響を及ぼす。図３
は、このような高粉末度スラグの製造装置を示す系統図
で、図３（ａ）は二次分級システムを、また同（ｂ）は
チューブミルシステムをそれぞれ示す。

【０００５】図３（ａ）において、５１はローラーミ
ル、５２はローラーミル５１で粉砕された粉砕物を分級
する一次分級用のエアセパレータ、５３はエアセパレー
タ５２で分級された微粉を再度分級する二次分級用のエ
アセパレータ、５４は二次分級用のエアセパレータ５３
で分級された超微粉を捕集するバグフィルタである。こ
のように分級用のエアセパレータ５２，５３を流れ方向
に沿って直列配置し、粉砕物を２度エアセパレータに通
すことによって、比表面積が１２，０００ｃｍ²／ｇ程
度の超微粉を得ることができる。

【０００６】また、図３（ｂ）において、５５はチュー
ブミル、５６はエアセパレータ、５７はバグフィルタを
示し、本装置においては、チューブミル５５において原
料を長時間粉砕し、その中の超微粉分をエアセパレータ
５６で分級することによって超微粉を得ることができ
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記いずれ
の装置においても、高粉末度粉体用として使用する場
合、通常の比表面積を製造するプラント以外に特別のプ
ラントが必要となり、また、図３（ａ）に示す装置にお
いては、超微粉を分級するために、高速でエアセパレー
タ５２，５３を回転する必要があり、例えば比表面積が
６，０００ｃｍ² ／ｇの場合、生産能力が１８ｔ／ｈで
あったものが、比表面積が１２，０００ｃｍ² ／ｇの場
合３ｔ／ｈと極端に低下する。また、図３（ｂ）に示す
チューブミルシステムの場合、チューブミル５５の粉砕
能力自体にも限界があり、特にセメントクリンカと異な
り、水分を１０％程度含む高炉スラグの場合、長時間粉
砕したとしても比表面積を６，０００ｃｍ² ／ｇ程度と
するのが限界である。

【０００８】一方、図４は、特開平６─４０７５４号公
報に記載されたセメントクリンカの粉砕装置を示す系統
図で、比較的粗粉砕機能に優れたローラーミルと、微粉
砕機能に優れたチューブミルとを併用したものである。

【０００９】同図において、６０はローラーミル，６１
はセパレータ，６２はチューブミル，６３は集塵機，６
４はファンをそれぞれ示す。ローラーミル６０に投入さ
れた粉体原料は適度な粒径に粗粉砕され、セパレータ６
１によって微粉とそれ以外に分級され、微粉は製品とし
て、またそれ以外はチューブミル６２によって二次粉砕
される。このチューブミル６２で二次粉砕された微粉は
集塵機６３によって捕集され製品となる。

【００１０】このような粉砕装置を用いて製造される粉
体は、セメントの場合、比表面積が３２００ｃｍ² ／ｇ
前後のものであり、高炉スラグの場合にも４，０００ｃ
ｍ²／ｇ程度である。この粉末度をさらに上げるには、
ローラーミル６０やチューブミル６２の粉砕能力を上げ
たり、またセパレータ６１の回転数を上げて微細分のみ
を分離することなどが考えられるが、この場合、図３で
示したものと同様に製造能率が極端に低下する。また、
このようなセメントクリンカ用の粉砕装置を高炉スラグ
の粉砕用として使用する場合、高炉スラグの場合には約
１０％程度の水分を含むためその粉砕能力にも限界があ
る。

【００１１】本発明は高粉末度粉体製造上の上記問題点
を解決するもので、比較的簡単に高炉スラグ等の高粉末
度粉体を得ることができる粉体製造装置を提供すること
を第１の目的とし、さらに、既設プラントの作業能率を
低下させることなく高粉末度粉体を得ることができる製
造装置を提供することを第２の目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明の高粉末度粉体製
造装置は、上記目的を達成するために、加熱乾燥手段を
有する粉体原料粉砕用の一次粉砕装置と、同一次粉砕装
置で粉砕された粉砕物を分級する第１の分級器と、同第
１の分級器で分級された微粉を捕集する第１の捕集装置
と、同第１の捕集装置で捕集された微粉をさらに分級す
る超微粉用分級器と、同超微粉用分級器で分級された超
微粉を捕集する超微粉用捕集装置とを備えたことを特徴
とする。

【００１３】また、粉体原料粉砕用の一次粉砕装置と、
同一次粉砕装置で粉砕された粉砕物を分級する第１の分
級器と、同第１の分級器で分級された微粉を捕集する第
１の捕集装置と、前記第１の分級器で分級された粗粉砕
物を二次粉砕するチューブミルと、同チューブミルの二
次粉砕物を分級する第２の分級器と、同第２の分級器で
分級された微粉を捕集する第２の捕集装置とを備え、さ
らに、前記一次粉砕装置に加熱乾燥手段を備えると共
に、前記第１の捕集装置で捕集された微粉を分級する超
微粉用分級器と、同超微粉用分級器で分級された超微粉
を捕集する超微粉用捕集装置とを備えたことを特徴とす
る。

【００１４】本発明者の実験によれば、粗粉砕したもの
の中にもかなりの微粉分が含まれていることが判明して
おり、時間をかけて粉砕した場合にもこの微粉分の増加
は、製造コスト、すなわち製造能率の低下に比べ緩やか
なものに過ぎなかった。本発明者は、比較的短時間で粉
砕した粉砕物の中からこの微粉分を取り出すことによっ
て、原料を時間をかけて細かく粉砕することなく、効率
良く高微粉の製造が可能であることを知見した。このた
めの粉砕能力としては、原料の平均比表面積を５００〜
１５００ｃｍ² ／ｇに粉砕する低度の粉砕能力で十分で
ある。このような粉砕装置、例えば、ローラーミルを用
いることによって、高粉末度粉体製造用の予備粉砕装置
でありながら、装置の小型化が達成される。

【００１５】また、捕集装置としては、従来より用いら
れているバグフィルタや電気集塵機を使用することがで
きるが、特に設備費が安く小容量に適しているという点
からはバグフィルタが望ましい。

【００１６】さらに、超微粉用分級器としては、セパレ
ータやサイクロンなどを使用することができるが、特に
構造が簡単で、分級粒径を１０μｍ程度とする場合は、
サイクロン集塵機が望ましい。

【００１７】本発明においては、一次粉砕装置で粉砕さ
れた微粉をバグフィルタなどの捕集装置によって一旦補
集し、さらにこれをサイクロンなどの分級機で超微粉と
それ以外に分級することとしている。これによって、従
来のセパレータでは限度とされた１０μｍ以下の分級も
効率よく行うことができる。さらに、一旦、バグフィル
タで捕集した微粉をサイクロンに導入する際、その供給
量や空気量を多様に変化させることが可能となり、これ
によって、得られる粉末度を容易にコントロールするこ
とができる。

【００１８】特に、一次粉砕機に熱風発生炉や排熱ガス
等の加熱乾燥手段を備えることによって、一定の水分、
例えば１０％程度の水分を持った高炉スラグ原料の乾燥
・粉砕を同時に行うことができ、これによって原料中の
水分が粉砕助剤の役割を果たし、粉砕粉中の微粉の割合
を増加させることができる。

【００１９】また、ローラーミルからなる一次粉砕装置
と、チューブミルからなる二次粉砕装置とを備えた、高
炉スラグなどの従来の粉体製造装置において、一次粉砕
装置に加熱乾燥手段を備え、さらに上記した超微粉用分
級器及び超微粉用捕集装置を備えることによって、従来
製品の一部として回収されていた最終工程のものから超
微粉を分離することができ、従来の粉体製造装置におけ
る製造効率に何ら悪影響を及ぼすことなく、かつ比表面
積が２０，０００ｃｍ² ／ｇ以上の高品質の高粉末度粉
体を得ることが可能となる。

【００２０】

【発明の実施の形態】図１は本発明の実施の形態を示す
高粉末度粉体製造装置の全体図で、従来の高炉スラグ粉
体製造装置に、高粉末度粉体用の装置を付加した例を示
す。

【００２１】１０は高炉スラグ原料を貯蔵するホッパ
ー、１１はこのホッパー１０から排出された高炉スラグ
原料を一次粉砕するためのローラーミルである。ローラ
ーミル１１は、ローラーとテーブルとを圧接しながらテ
ーブルを回転させ、テーブル上の原料を粉砕するもの
で、高炉スラグ原料を５００〜１５００ｃｍ² ／ｇに粉
砕する粉砕能力を持つ。このローラーミル１１には、バ
ーナー，ファンなどからなる加熱乾燥手段１１ａが設け
られ、これによって、水分を１０％程度含む高炉スラグ
原料を加熱乾燥しながら粉砕することができる。このロ
ーラーミル１１は、粗粉砕された粉体中に含まれる成分
のうち、微粉分のみを分級によって回収するため、従来
のように原料を特に細かく粉砕する必要は無く、上記し
たように、平均比表面積を５００〜１５００ｃｍ² ／ｇ
に粉砕する低度の粉砕能力を持つもので足りる。

【００２２】さらにローラーミル１１の下流域には第１
の分級用としてエアセパレータ１２が設けられ、このエ
アセパレータ１２で分級されたもののうち粗粉砕物は、
二次粉砕装置であるチューブミル１３ａ，１３ｂに送ら
れる。１４はチューブミル１３ａ，１３ｂによって粉砕
された二次粉砕物を分級するエアセパレータで、このエ
アセパレータ１４で分級されたもののうち、微粉はバグ
フィルタ１５によって捕集され、高炉セメント用のスラ
グ粉として使用される。また粗粉砕物は再度チューブミ
ル１３ａ，１３ｂへ戻されて粉砕される。

【００２３】１２で示すエアセパレータによって分級さ
れた微粉は、さらにその下流域に設けられた第１の捕集
装置であるバグフィルタ１７によって捕集される。一旦
捕集された微粉は、次いで超微粉用分級器であるサイク
ロン２０によって、さらに超微粉とそれ以外に分級さ
れ、超微粉は超微粉用捕集装置であるバグフィルタ２１
によって捕集される。また超微粉以外のものは、チュー
ブミル１３ａ，１３ｂに戻される。このサイクロン２０
およびバグフィルタ２１によって、高粉末度粉体採取系
Ａを構成している。

【００２４】このように、ローラーミル１１に加熱乾燥
手段１１ａを備え、かつ分級後バグフィルタ１７に捕集
された微粉を再度分級することによって、超微粉が回収
されることとなり、比較的簡単に高炉スラグ等の高粉末
度粉体を得ることができる。

【００２５】また、ローラーミル１１と、チューブミル
１３ａ，１３ｂを併設した従来の高炉スラグ粉製造装置
において、ローラーミル１１に加熱乾燥手段１１ａを備
え、さらに、超微粉用のサイクロン２０及びバグフィル
タ２１からなる高粉末度粉体採取系Ａを備えることによ
って、超微粉のみが回収され、分級された粗粉は二次粉
砕装置へ戻され、従来通り粉砕分級された製品となり、
これによって、従来の粉体製造装置における製造効率に
何ら悪影響を及ぼすことなく、かつ高品質の高粉末度粉
体を得ることができる。

【００２６】さらに、粗粉砕された粉体中に含まれる成
分のうち、微粉分のみを分級によって回収するため、一
次粉砕装置であるローラーミル１１は、従来の粉砕装置
のように細かく粉砕する必要がなくなり、原料の平均比
表面積を比較的粗い５００〜１５００ｃｍ² ／ｇ程度と
する低度の粉砕能力で高粉末度粉が得られる。

【００２７】

【実施例】上記装置の効果を確認するために、実際に操
業テストを行った結果を以下に示す。図２は、図１に示
す高粉末度粉体製造装置の実験例を示す図である。

【００２８】８〜１０％の水分を持つスラグを９０ｔ／
ｈの処理能力を持つ竪型ローラーミル１１で乾燥粉砕し
た。粉砕粉は外部に設けたセパレータ１２で４，０００
ｃｍ² ／ｇと６００ｃｍ² ／ｇ程度の比表面積をもった
粉末に分級し、細粉はバグフィルタ１７で捕集した。こ
こで細粉と粗粉の割合は３：７であった。

【００２９】次いで、セパレータ１２で分級した微粉
を、一旦バグフィルタ１７で補集し、サイクロン２０へ
外部から導入される空気５００ｍ³ ／ｍｉｎの中へ１０
ｔ／ｈの微粉を供給した。サイクロン２０では分級粒径
１０μｍ程度を境に分級され、それ以上を再び二次粉砕
装置へ戻した。

【００３０】これによって、比表面積が２５，０００ｃ
ｍ² ／ｇの超微粉が約１ｔ／ｈという高い効率で得られ
た。また、この場合、高炉スラグの粉体製造ラインに
は、まったく悪影響は見られなかった。

【００３１】

【発明の効果】本発明によって以下の効果を奏すること
ができる。

【００３２】（ａ）一次粉砕装置に加熱乾燥手段を備
え、かつ分級後捕集装置に捕集された微粉を再度分級す
ることによって、乾燥粉砕と超微粉の選択的回収が可能
となり、比較的簡単に高炉スラグ等の高粉末度粉体を得
ることができる。

【００３３】（ｂ）ローラーミルからなる一次粉砕装置
と、チューブミルからなる二次粉砕装置とを備えた、高
炉スラグなどの従来の粉体製造装置において、一次粉砕
装置に加熱乾燥手段を備え、さらに上記した超微粉用分
級器及び超微粉用捕集装置を備えることによって、超微
粉のみが回収され、分級された粗粉は二次粉砕装置へ戻
され、従来通り粉砕・分級され製品となり、これによっ
て、従来の粉体製造装置における製造効率に何ら悪影響
を及ぼすことなく、かつ高品質の高粉末度粉体を得るこ
とができる。

【００３４】（ｃ）粗粉砕された粉体中に含まれる成分
の内、微粉分のみを分級によって回収するため、一次粉
砕装置は従来使用されてる粉砕装置のように細かく粉砕
する必要がなくなり、原料の平均比表面積を比較的粗い
５００〜１５００ｃｍ² ／ｇ程度とする低度の粉砕能力
で高粉末度粉が得られる。

【００３５】（ｄ）超微粉用分級器としてサイクロン集
塵機を用いることによって、特にコンパクトで低コスト
な高粉末度粉体製造装置となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態を示す高粉末度粉体製造装
置の全体図である。

【図２】図１に示す高粉末度粉体製造装置の実験例を示
す図である。

【図３】従来の高粉末度スラグの製造装置を示す系統図
で、（ａ）は二次分級システムを、（ｂ）はチューブミ
ルシステムを示す。

【図４】 従来の粉体製造設備の系統図である。

【符号の説明】

１０ ホッパー １１ ローラーミル（一次粉砕装置） １２ エアセパレータ（第１の分級器） １３ａ，１３ｂ チューブミル（二次粉砕装置） １４ エアセパレータ（第２の分級器） １５ バグフィルタ（第２の捕集装置） １６，１８，２２ ファン １７ バグフィルタ（第１の捕集装置） ２０ サイクロン（微粉用分級器） ２１ バグフィルタ（超微粉用捕集装置） Ａ 高粉末度粉体採取系

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 加熱乾燥手段を有する粉体原料粉砕用の
   一次粉砕装置と、同一次粉砕装置で粉砕された粉砕物を
   分級する第１の分級器と、同第１の分級器で分級された
   微粉を捕集する第１の捕集装置と、同第１の捕集装置で
   捕集された微粉をさらに分級する超微粉用分級器と、同
   超微粉用分級器で分級された超微粉を捕集する超微粉用
   捕集装置とを備えた高粉末度粉体製造装置。
2. 【請求項２】 粉体原料粉砕用の一次粉砕装置と、同一
   次粉砕装置で粉砕された粉砕物を分級する第１の分級器
   と、同第１の分級器で分級された微粉を捕集する第１の
   捕集装置と、前記第１の分級器で分級された粗粉砕物を
   二次粉砕する二次粉砕装置と、同二次粉砕装置の二次粉
   砕物を分級する第２の分級器と、同第２の分級器で分級
   された微粉を捕集する第２の捕集装置とを備え、さら
   に、前記一次粉砕装置に加熱乾燥手段を備えると共に、
   前記第１の捕集装置で捕集された微粉を分級する超微粉
   用分級器と、同超微粉用分級器で分級された超微粉を捕
   集する超微粉用捕集装置とを備えたことを特徴とする高
   粉末度粉体製造装置。
3. 【請求項３】 前記一次粉砕装置が前記粉体原料の平均
   比表面積を５００〜１５００ｃｍ² ／ｇに粉砕する粉砕
   能力を持つローラーミルであることを特徴とする請求項
   １，２記載の高粉末度粉体製造装置。
4. 【請求項４】 前記二次粉砕装置がチューブミルである
   ことを特徴とする請求項２，３記載の高粉末度粉体製造
   装置。
5. 【請求項５】 前記捕集装置がバグフィルタで、かつ前
   記超微粉用分級器がサイクロンであることを特徴とする
   請求項１，２，３，４記載の高粉末度粉体製造装置。