JPS59116157A - 水硬性結合剤を得るために使用可能な粉末材料とその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、新規な生成物、即ち、セメントの製造及び使
用において使用する上に特に有用な特性を有し水硬性結
合剤を得るために使用可能な粉状体と、粘度が充分低い
適宜の組成のスラグ例えば高炉スラブ又はその粘度及び
組成が必要に応じ調整可能な製鋼スラグから上記生成物
を製造する方法、並びにそのだめの装置に関する。

この新規な生成物は、セメント製造用の炉ないしは午ル
ンに装入する原料に対する添加物として、又は直接に水
硬性結合材ないしは膠着材の成分として、適宜の助剤を
混合するか又は混合せずに使用することができる。上記
生成物の可能な用途の広さは、予備的な焼成なしに、完
全に乾燥され、細かな粘度（予備的な乾燥により改番さ
れていてもいなくてもよい）をもち、適切な化学的組成
及びガラス状の物理的状態を備えているととに基づいて
いる。

本発明の技術分野は、セメント産業、スラグ例えば高炉
からのスラグ並びにスラグを発生する他の冶金学的容器
例えば転炉又は牢気炉Ａ−らのスラグの利用に所属し、
合成材料の溶融床を出発材料とする場合にも適用される
。

例えば高炉スラグの場合、とのスラグは普通には例えば
水によって微粉砕され、含水率力！１２〜１５％のオー
ダーであり、かさ密度が１程度１１］ちスラグの真密度
のわずか３０チであるような組織を有する、湿めったガ
ラス状の粒状物として集収される。この粒状物は乾燥し
、ばらばらにした後に、比較的粗大か粒度、即ち粒子の
１００％力く５■より小さく、粒子の５０チが７００μ
ｍ　より小さく、また粒子の５〜１０チが１００μｍ　
より小さいよう匁粒度を示す。

この生成物をセメントの一成分として使用したシ、セメ
ントキルンの主原料として使用したりする場合、次の５
つの大きな不具合を生ずる。

Ｃ）　この生成物は非常に湿めっているので、少くとも
部分的にそれを乾燥させるための乾燥操作を喪し、その
ためにコスト高くなる。

（ロ）粒度が大きいため、粒子の平均表面積／容積比が
低くなり、反応性が低下するので、余分々磨砕操作が必
要になる。

（ハ）　水で処理するため、反応性が屡々低下する。

に）水を用いた粒状化モードは、スラグの顕熱を回収す
る可能性を全く失わせる。

（ホ）　含水率が高いため、長期間貯蔵する場合、粒状
スラグを団塊状とすることにはリスクが伴う。

またスラグをこのように粒状化するには、スラグ１を当
り１６ｍ３　までの大量の水を讐すゐため、海岸に近い
製鉄所では、海水を使用する。

との場合には次のような別の不具合を生ずる。

（へ）粒状化されたスラグに塩化物イオンが混入する。

（ト）粒状化装置、操作装置及び貯蔵装置が腐食する。

冶金学的スラグを水で粒状化して得た生成物に、これら
の不具合があるため、回転している歯付ドラム上に必要
に応じて少量の水を散水しつつ該ドラム上にスラグのジ
ェン）［を衝突させるととによる乾式粒状化法の開発も
進められている。この方法により乾燥した粒状物は得ら
れるが、この粒状物の粒度は非常に高く、時には１５１
１１１の直径の小片も混在する。そのためこの方法は、
セメントに適用するＫは適切ではない。

本発明の目的は、セメント産業において、冶金スラグ又
は合成スラグから製造されるにも拘らず、乾燥を必要と
せず、上述した欠点がなく、粒度が細かく反応性の高い
乾燥した粒状の生成物を提供することにある。

この目的のため、本発明により、第１に、石灰、アルミ
ナ及びシリカを主成分とし粘度が多くとも５０ポイｔで
ある工業スラグ又は合成スラグから取得される、水硬性
結合材ないしは膠着材の製造に使用可能な、水硬性を示
す生成物でおって、（６）全部の粒子が乾燥しており、
即ち粒状物の含水率が５チより本低く、 （ｂ）　　粉状物が非常に細かな粒度をもち、即ち粒子
０１００％が２−より小な粒径をもち、平均粒径が５０
〜４００μｍであるような粒度を有し、（Ｃ）　　粒状
物のかさ密度が出発物質であるスラグの真密度の４０〜
６５％の値である という特性を有するガラス状粒子の粉状体の形で存在す
るととを特徴とする生成物が提供される。

本発明は、上記生成物の製造手段も提供する即ち本発明
は、石灰、アルミナ及びシリカを主成分とする酸化物か
ら主に成り、粘度が２０ポイでよりも低く、かつ水硬性
を得るだめに適切な組成を備えている液を、ガスにより
微粉砕し、微粉砕によって？４）られた液滴をすみやか
に急冷する各工程の組合せを特徴とする上記生成物の製
造方法も提供する。

とこに「水硬性を得るために適切な組成」とは、大体に
おいてポル１ランドセメント、アルミナセメント及び製
鉄工程から得られる塩基性スラグの組成範囲に含寸れる
組成を意味する。

微粉砕に最も普通に用いられるガス剤は圧縮空気でおる
が、他のガス例えば乾燥水蒸気を用いてもよい。

酸化物から成る液は、高炉スラグであってもよい。実際
に、大部分の高炉スラグは、２０がイズよりも低い粘度
と、セメント製造に用いるのに適した組成とを備えてい
る。

この液は、製鋼工程からのスラグ例えば転炉スラグ又は
電気炉スラグであってもよいが、その場合には、助剤を
添加して、粘度を調節する必要がある。

上記液は合成材料の混合物例えばセメントの製造に充分
適合するように組成が選定された微粉砕温度において粘
度が充分低い工業用炉からの塩基性溶融ロッシエの混合
物でもよい。

本発明は、上述した生成物を製造するために粘度が２０
４イｉより屯低い液に上述した方法を適用するためのガ
ス微粉砕−急冷装置も提供する。

この装置には５つの変形実施態様が存在する。

第１実施態様によれば、冶金学的スラグ又はその均等物
の顕熱は回収されない。第２実施態様罠よれば、この熱
は大部分回収される。

本発明による生成物の第１実施態様による製造装置は、
次の装置部分から成立っている。

（ａ）　　湯口（ｆ−））から、又はとりべから屡々タ
ンデイツクユを経て供給されるスラグの供給口。

（ｂ）　　スラグのシェツト流の回シに配置され、複数
の通し孔を有し、加圧されたガスの供給を受け、ガス微
粉化段を形成する、第１の金属製中空リング部材。

（ｃ）　　第１の中空リング部材の下方の成る距離に、
スラグの液滴のジェット流を囲むように配設した、水微
粉化段を形成する第２のリング部材。

ガス流が凝縮防止温度捷で冷却され、スラグの粒子が取
扱い可能な温度まで冷却されるように、水のｉ量を制御
する。

（ｄ）　　前項（ｂ）、（ｃ）Ｋ、よる２個のリング部
材を収容し、下部がｐ斗として終端する、閉ざされた外
囲い。

（ｅ）　　Ｆ斗の排出口に連なる例えばスクリュー型の
流体密の粉塵取出し装置。

（ス）前項（ｄ）　Ｋよる外囲いの上方１１５のところ
にある、粉塵を帯びたガスの排出口。この排出口に連な
る配管は、サイクロン式の除塵器に開口し、この除塵器
において除塵された空気は２次除塵器を経て外気に排出
される。分離された粉１ 塵は、前項（ｄ）による外囲いの底部に入り、この外囲
い内圧重力作用の下に直接落下する粉状体と共に前項（
ｅ）による取出し装置によって取出される。粉状体が１
００℃よりも高い温度で取出されるように装置の作動を
制御する。

本発明による生成物を製造するための、スラグの顕熱の
大部分を取出すようＫした第２実施態様による製造装置
は、上述した装置と同様に１前項（ｄ）による外囲いの
上部に配置された、ガス微粉砕段を形成する前項（ｂ）
によるリング部材の内部への、前項（ａ）によるスラグ
流供給口を備えているが、この場合には、冷却水圧よる
微粉砕リング部材は設けられてなく、その場所には、粉
塵を帯びた高温のガスを少くとも１つの熱交換器（ガス
の温度を約１５０℃に降下させる）の方向に導くための
複数のガス排出口が形成されている。とのように冷却さ
れた各々のガス流は、前項（ｆ）　Ｋよるサイクロン式
の除塵器に進入する。各々の除塵器の底部に集められた
粉塵は、上述した例と同様に、（ｄ）の外囲いの奥部に
導かれる。（ｄ）の外囲いの回りに配置２ された大部分の除塵装置については、除塵され冷却され
たガスは、やけり　（ｄ）　Ｋよる外囲いの下部に再び
導かれるが、１個又は２個の除塵器については、除塵さ
れたガスは、大気にそれ自身連通された２次除塵器の方
に導かれる。これは装置のガス配管全体に過圧が生じな
いようにするためである。

これらの２つの実施態様についての詳細は、図面を参照
とした以下の説明によって明らかにされる。

なお本発明は、とれらの製造装置自体に存するのではな
く、上述した新規な生成物と、との生成物を得るだめの
方法及び装置の適用に存することが、ととで指摘される
。

上述したようにして得られ、適宜の助剤を用いるか又は
用いずに、水硬性結合材の構成成分として、又はセメン
ト製造用の炉ないしキルンの内部において主原料に対す
る補助原料として用いられる、新規な生成物は、次の利
点を備えている。

（イ）　この生成物を形成する粉状体は、非常に乾燥し
ており、その含水率は、５重ｔチよりも低いため、取扱
い易く、長期間保存しても団塊を形成しない。またとれ
をセメント製造用のキルンに装入した場合のキルンの熱
収支及び燃料消費は、水で微粉化した同じ量のスラグを
装入した場合に比べて著しく改善される。

（ロ）　新規な生成物を形成する粉状体の粒度は非常に
細かく、水で微粉化したスラグの粒度より相当に小さく
、その表面状態が示す反応度はかなり高い。周知のよう
に、可塑性、不透過性及びすぐれた機械的耐力という本
質的な性質をセメントがコンクリートに与え得るために
は、粒度の細かい微粉末の割合を成る値とするととが必
要である。

（、−ウ　　熱の回収を伴う実施態様の場合、スラグの
顕熱の大部分（８０％まで可能）が回収される。

これは水による微粉化の場合にはできなかったことであ
る。

に）微粉砕装置に熱回収装置がない場合にも、微粉砕装
置の外囲いの底部に集められる粉状体は、それが原材料
の添加物ないし助剤として用いられた場合、原材料を乾
燥させる役目をする。

次に本発明の限定的でない実施例を例示した添付図面を
参照して更に詳述する。

第１実施例（熱の回収を伴わないもの）第１図圧おいて
、タンディツシュ１は、（図示しない））ｌ″−ト又は
とりべを経て高炉スラグの供給を受け、そのスラグを、
配管２ａからの圧縮空気により微粉砕する中空リング部
材２の内部に垂直に落下させる。

スラグのυト出量は１時間５０ｔである。

スラグとりべのタンディツシュ１の直径は４０聰である
。

リング部材２の内径は８０ｍである。

リング部材２は、直径ｆ３，５ｍｓの６個の圧縮空気噴
出器を有し、これらの噴出器は円周上に規則的に分配さ
れ、６個の噴出器について１時間５５．００　Ｎｎｎ３
の割合で、１，５００．ＱＯＯＰａの圧力の下に圧縮空
気を、水平面と１３°の角度をなすように１スラグのジ
ェット流の軸心の同じ点に向って上方から下方に斜めに
噴出する。これ５ らの６つの圧縮空気流は、タンディツシュ１からの垂直
のスラグ流を多数の液滴に分割する。

空気微粉砕用のリング部材２の下方に約３０ｃｒｎの距
離に１内径が１ｍ程度のリング部材３があり、このリン
グ部材は水の微粉砕段を形成し、水の排出量゛は、冷却
すべきスラグＩＫｔ当り４６０ｆに、即ち１時間当、９
１３．８ｔに規制されている。この排出量は、動作用の
下に落下する液滴をすみやか罠急冷すると共に装置の排
出側で１５０〜２００℃の温度の完全に乾燥した粉末を
得る上に１非常に良好な調節を表わしている。

２つのリング部材２．３は、閉ざされた外囲い４（液状
のスラグをリング部材２の内部に導くための上部開口と
、乾燥粉末を取出すための下部開口と、吹込み空気を取
出すための側面開口とにおいてのみ開放されている）の
上部に、その軸線の回りに配設されている。外囲い４は
直立円筒状であシ、高さは５ｍ、直径は２ｍであシ、下
部は高さ１．５ｍのＰ斗５によシ終端し、Ｆ斗５は１５
０〜２００℃の温度の乾燥した粉状体ないしは粉末６ を回収する。との粉末は、スクリュ一式の取出し装置６
によって排出される。

外囲い４　ｋｌｌ、吹込み空気を排出するために、直径
２００關の開ロアを有し、開ロアは外囲い４の上部から
１．２ｍのところにあり、配管８に連なっている。配管
８は、１時間５０　［１［１Ｎｍ３の空気を受けてそれ
を除塵する能力を備えたサイクロン式の除塵器９Ｋ、粉
塵を帯びた１５０℃の空気を供給する。このよう圧して
除塵された空気は、第１図には図示しない２次除塵器の
方に、配管１０によって差向けられ、そこから大気に放
出される。

これは外囲い４の内部に過大な圧力が発生させないため
である。一方、サイクロン式■除塵器９の底部１１にお
いて回収された粉塵は、外囲い４の内部に配管１２及び
開口１３を経て再放出される。

熱回収を行わないこの装置の場合には、１個のサイクロ
ン式の除塵器９のみで実用上充分である。

第２実施例（第２．３図、熱回収を伴うもの）上述した
例と同様に、スラグのメンディツシュ１は、外囲い４の
上部に配設された空気微粉砕用のリング部材２の内部に
、１時間当り３０ｔのスラグを流し込む。外囲い４の直
径は２．５ｍ、円筒状部分の高さは５ｍであり、外囲い
４の下部は、取出し装置６を備えたＰ斗５を常に形成す
る。

しかしこの例では、冷却水微粉砕用のリング部材３は用
いられていない。その代シに外囲い４の上部Ｋ、その上
面から約４０１のところに、６０゜づつの角度間隔に６
ｆｖＡノ開口１４−１〜１４−６が形成してあり、これ
らの開口は各々２００簡の直径をもち、配管１５−１〜
１５−６にそれぞれ連なっている。配管１５−１〜１５
−６は６個の熱変換器１６−１〜１６−６にそれぞれ開
口している。粉塵を帯びた約６００℃の空気は、これら
の熱交換器１６−１〜１６−６に分配され、約１５０℃
の温度でそこから排出される。空気は次に１時間に各々
６０００　ＰＪｍ３の空気を受けてそれを除塵する能力
を備えた６Ｉｌｉ！ｉｌのサイクロン式の除塵器１７−
１〜１７−６１Ｃ供給される。６個の除塵器のうちの１
個（除塵器１７−１）のみについては、１１ぼ完全罠除
塵された空気は、配管１８−１によって、第２．３図に
は図示しない２次除塵器に差向けられ、そこから大気に
排出される。これは外囲い１４内に、過大な圧力が発生
しないようにするためである。

他の５個の除塵器１７−２〜１７−６については、はぼ
完全に除塵された空気は、配管１８−２〜１８−６．１
９−２〜１９−６によって外囲い４の底部に再循環され
、外囲い４内に含まれる粒状物及び液滴をすみやかに急
冷することに有効に寄与する。

６個の除塵器１７−１〜１７−６の底部２〇−１〜２０
−６から回収された粉塵は、外囲い４の円筒部分の下Ｍ
　Ｋ　、配管２１−１〜２１−６及び開口２２−１〜２
２−６によシ再噴出される。この粉塵は、外囲い４内に
すでに含まれていて重力作用により下向きに流れる粉塵
に混合される。全部の粉状体は、スクリュ一式の取出し
装置６によってｐ斗５の下部から排出される。

本発明の生成物に関しては、所定の特性をもったセメン
ト（フランス及び欧州の規格に従って９ ＣＬＫセメントと呼ばれる１、クリンカー−スラグセメ
ント）を形成するためＫその生成物を使用する例につい
て以下に説明する。

この例において使用する出発物質は、Ｓ　ｉ　Ｏ２５４
チ、＾ｐ２０３１１チ、ＣａＯ３９％、ＭｇＯ８％及び
その他８％の組成をもった高炉スラグである。

このスラグを本発明に従って空気で微粉砕する。

次に、下記の混合を行う。

本発明により粒状としたスラグ８５％ クリンカー１０％ 石と５５％ これＫよって、すぐれ九ＣＬにセメントが得られる。

本発明は上述した実施例のみに限定されず、細部の構成
又は均等物置換のみについて相違する他のすべての変形
も、本発明の範囲に含まれる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の第１実施例による製造装置を示す垂
直断面図、第２図および第５図は、本発明の第２実施例
による製造装置を示し、そのうち０ 第２図はその垂直断面図、第３図はその略平面図である
。 符号の説明 １・・・タンデイックユ。２・・・リング部材。４・・
・外囲い。５・・・ｐ斗。６・・・取出し装置。７・・
・開口（排出口）。９・・・サイクロン式の除塵器。１
０・・・配管（、ｆスの出口）。１３・・・開口（粉塵
供給口）。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ｒｌ）　　石灰、アルミナ及びシリカを主成分とする粘
   度が多くとも２０ポイずのスラグから取得される、水硬
   性結合剤の製造に使用可能な、水硬性を示す生成物でち
   って、 （ａ）　　含水率が５チよりも低く、 （ｂ）　　粒子の１００％が２１１１１より小さい粒径
   をもちかつ平均粒径が５０〜４００μｍ　であるような
   粒度を有し、 （ｅ）　　粉状体の平均密度が出発物質であるスラグの
   真密度の４０〜６５チの値である という特性を有するガラス状粒子の粉状体の形で存在す
   ゐことを特徴とする生成物。 （２）石灰、アルミナ及びシリカを主成分とする酸化物
   から主に成シ、粘度が２０ポイｔよりも低く、かつ水硬
   性を得るために適切な組成を備えている液を、ガスによ
   り微粉砕する工程と、微粉砕によって得られた液滴をす
   みやかに急冷する工程との組合せを特徴とする特許請求
   の範囲第１項記載の生成物の製造方法。 （３）酸化物から成る上記液を粘度が２０ポイｉよりも
   低い高炉スラグとすることを特徴とする特許請求の範囲
   第２項記載の生成方法。 （４）酸化物から成る上記液を、粘度が２０ポイ！より
   も低くなり、また組成が水硬性を得るために適当な組成
   となるように適当な助剤により調整した高炉スラグとす
   ることを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の生成、
   方法。 ｆ５）　　ｍ化物から成る上記液を、液の粘度が２０ポ
   イｆよシも低くなシ、また組成が水硬性を得るために適
   当な組成となるように選定された、工業炉内において溶
   解させた塩基性ａツシエにより形成することを特徴とす
   る特許請求の範囲７第２項記載の生成方法。 （６）円筒−円錐形の直立した外囲い（４）を有し、該
   外囲いは上部にガス圧よる微粉砕段を形成する中空リン
   グ部材（２）を収容する開口を有し、鋳造用とりべ又は
   ダートから供給を受けるタンディツシュ（１）からの酸
   化物から成る液が該リング部材を経て流し込まれ、上記
   外部囲いは、上方１／３の範囲に、除塵されたガスの少
   くとも１つの出口（１０）を備えたサイクロン式の除塵
   器（９）に向って、粉塵を帯びたがスを排出させるため
   の、少くとも１つの排出口（７）を有し、上記外部囲い
   は、その円筒部の下方に、少くとも１個のサイクロン式
   の除塵器（９）からの少くとも１個の粉塵供給口（１３
   ）を、また下部に、密閉された粉状物取出し装置（６）
   に連結された円錐状の戸斗（５）をそれぞれ有すること
   を特徴とする特許請求の範囲第２項ないし第５項のいず
   れか１項記載の製造方法を実施する製造装置。 （７）　　微粉砕すべき液の顕熱の主要部を回収しない
   ように即ち簡略化した、特許請求の範囲第６項記載の製
   造装置であって、水の微粉砕段を形成する中空リング部
   材（３）をガスの微粉砕用のリング部材（２）の下方に
   、重力作用により落下する液滴及び粒状物を冷却するた
   めに史に備えたととを勃徴とする製造装置。 （８）微粉砕すべき液の顕熱の主要部を回収するように
   した特許請求の範囲第６項記載の製造装置であって、外
   囲い（４）がその−Ｆ部１／３の範囲内に、少くとも１
   個の熱交換器例えば熱交換器（１６−１’）に、次いで
   複数のサイクロン式の除塵器例えば除塵器（１７−１）
   に向って、複数の出口例えば出口（１４−１，）を有す
   ることと、少くとも１個の除塵器（１７−１）は、除塵
   されたガスを大気に放出するだめの出口′（１Ｂ−１）
   Ｋ開口させ、他の除塵器例えば除塵器（１７−４）は除
   塵されたガスを外囲い（４）の下部の方に再循環させ、
   各々の上記サイクロン式の除塵器において担体ガスから
   分離された全部の粉塵は外囲い（４）の下部に再導入す
   ることを特徴とする製造装置。 （９）粉状物が１００℃よりも高い温度で取出し装置（
   ６）によシ取出されるように制御することを特徴とする
   特許請求の範囲第６項ないし第８項のいずれか１項記載
   の製造装置。