JPS60155555A - 石灰を含んでいる鉱物質の原料を熱的に処理するための方法 - 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、原料を処理帯域に従って先ず予熱帯域内にお
いて焼成帯域から発生する加熱されたガスと直接熱交換
させて予熱し、次いで焼成帯域内で７４Ｒ焼し、必要に
応じて焼結し、最後に冷却帯域内で冷却する様式の、特
に住石灰、セメント、マグネサイト、ドルマイトおよび
類似の物質のような焼成生成物を造るための、石灰を含
有している成分および／又は他の炭酸塩性の成分を含ん
でいる鉱物質の原料を熱的に処理する方法に関する。

炭酸塩を含んでいる冒頭に記載した様式の鉱物質の原料
を、特に浮遊ガス予熱機を備えている焼成装置ユニット
で焼成する際、装填物質を原料粉の形で使用するのが一
般的である。

これに関する基準となる理由の−っは、例えば刊行物”
　Ｚｅｍｅｎｔ−Ｄａｔａ−Ｂｏｏｋ″ＱＤＡ編、ウィ
スバーデンおよびベルリン在Ｂａｕｖａｒｌａｇ　Ｇｍ
ｂＨ発行、２版、１９７７年、５８１頁、２０．３図の
ダイヤプラムおよび説明で述べられているように、鉱物
質の粒子のガス流内での加熱時間が粒径に著しく依存し
ていることにある。

この場合、例えば粒度０．１〜０．２ｍの原料粒子が約
５０ｍの高さの四段式サイクロン熱交換器を通って原料
製横部からロータリーキルン入口まで流過する時間は約
５０秒である。

この流過の間、原料粉は約５ｏＣから約ａＯＯＣに加熱
され、上昇する炉ガスは約ｓ　１ａＯＣから約５０Ｄｒ
：に冷却される。上昇管内のガス−および材料速度は約
２０〜２２ｍ／秒である。

この良、好なかつ自然発生的な熱伝導効果にょシ、従来
焼成すべき原材料を約１０．０％（２００μｍの粒度で
装置に装填するように努力がなされて来た。

上記の刊行物の第５．１章「ＭａｈｌｕｎｇｉｎＺｅｍ
ｅｎｔａｒｚｅｕｇｕｎｇ　（セメント製造における粉
砕）」から、焼成物質に費やされる全エネルギーの約８
５％が原料−破砕と粉砕に費えされ、そのうち７５％の
みが原料とクリンカーの粉砕に費えされるにすぎないこ
とが知られている。

本発明の根底をなす課題は、特に住石灰、セメント、マ
グネサイト、ドロマイト等のような焼成生成物を造るた
めの、石灰を含有している成分および／又は炭酸塩性の
成分を含有している鉱物質の原料を熱的に処理する際に
費やされるエネルギーの大部分および特に鉱物質の原料
を粉砕するためのエネルギー並びにこのために必要な機
械的な費用とを例えば粉砕装置のための相応する設備費
および運転費をも含めて節減すること或いは少くとも著
しく低減することである。

、上記の課題は本発明によシ、特許請求の範囲第１項に
記載の構成によって解決される。

冒頭に記載した様式の方法にあって、原料の石灰を含有
しているおよび／又は他の炭酸塩性の成分の少くともキ
ャリヤーを０〜２５簡の装填粒径で予熱帯域に装填する
ことによシ、意想外にも、原料を粉体の形で装置するこ
とによる技術的な取扱の従来定着している原則に反して
、異論の々い最終生成物の製造およびこの除骨やされる
エネルギーおよび機械経費のための経費を著しく低減す
ることに成功した。

このことは、従来この専門分野において十分に注意を払
われずまた価値も認められることもなかった現象、即ち
結晶格子内の構造の変化と共に結晶水の追出しそしてそ
れに続く二酸化炭素の追出しを招く温度に比較的急激に
加熱した際石炭が熱で砕けるか細片化されることに帰さ
れる。

他方、石灰を含んでいる鉱物質の成分全２０■以下の単
一粒径で装填するにも拘らず、クリンカのよｊな焼成物
、しかもまた生石灰、マグネサイト、ド四マイトのよ５
な焼成物および焼成物が均一な溶融相からアリット形成
によって製造することができることは説明を要しない。

この場合有効となる物理的な関連が初めて認知されかつ
上記焼成物を経済的にＪ！！造するのに利用するように
したのは本発明の功積である。

本発明による構成によシ、石灰を含有している成分は有
利には０〜４１１ＩＩＩ＋の装填粒径で焼成装置ユニッ
トに装填される。

この場合も、製造費の利点に加えて少くとも石灰を含有
している成分の粉砕とこれに伴うエネルギーおよび焼成
物のＭ造の際の機械にかがる経費が節減される。

更に、装填粒径の許容大きさは少くとも著しい規模ズ天
然産物、特に石灰成分および粘土成分の性質に依存して
いる。このことは、原料の熱的崩壊の際の異る挙動にと
って重要である。

しｆｃがって本発明にあっては、少くとも石灰を含んで
いる成分が２００μｍ以上の９０〜３０％の装填粒径で
焼成装置ユニットに装填される。

この粒径は、粉砕工程回避の下に例えば閉鎖循環系内ア
反動粉砕或いは横方向粉砕並びに分粒によって経済的に
造ることのできる 本発明の他の構成によシ、石灰を含有している鉱物質の
成分を含んでいる原料はそれが元来もつ湿気の状態で２
００１１１以下の単個の大きさに砕かれ、予備均質化さ
れて出発物質として焼成装置ユニットのガス側に接続さ
れてｂる粉砕装置に装填さ九、この粉砕装置内でさらさ
らした粒状の物質に砕かれ、焼成装置から取出される加
熱されたガス流で乾燥され、焼成装置に装填される。

この場合、装填粒度と例えば焼成されたクリンカ中の遊
離石灰含有量もしくｆｉｗ造された主石灰中の灼熱減量
との間に関連が生じること、しかも遊離石灰含有量もし
くは灼熱減量が粒径につれて増大することが見出された
ことは意想外なことであった。

したがって、本発明の他の構成にょシ、装填粒度の粒子
領域の上限を焼成されたクリンカ内の遊離石灰含有量全
目安として、もしくは生石灰中の灼熱損失を目安として
、特に遊離石灰含有量が増大するに伴い限界値を逓減す
るように調節される。

この構成は例えば、装填粒度の数学的な平均粒径を焼成
物中の遊離石灰含有量もしくけ灼熱減量の程度に応じて
調節するようにして行われる。

有利には、これは例えば、破砕物質を多段で篩分級する
ことによって行われる。

特に粉砕度合が異る成分金倉む原料を使用する場合最適
な装填物質を可能な限シ僅かなエネルギー消費と機械設
備の経費で造ること可能にするため、本発明の他の構成
により、異る種類の原料成分が別個に粉砕され、貯蔵さ
れ、かつ個別にもしくは混合体として焼成装置に装填さ
れる。

これは、破砕された物質に粉体状に粉砕した物質の一部
をもしくは大多数の成分として添加することによって有
利に行うことができる。

本発明によって行われる装填粒度への原料の粉砕は反動
クラッシャを使用することによって有利に行４２れる、
これにより、特に脆弱な物質の場合粉砕エネルギー並び
に機械上の経費節減を意図する本発明による目的が最適
に達せられる。公知のように、脆弱な粉砕物質に比し反
動粉砕は比較的僅かな比作業消費、例えば３　Ｋｗｎ／
を粉砕物で１：５０〜１：８０と云う比較的大きな粉砕
度が達せられると云う利点金有している。粉砕された物
質中の微粒物質および超微粒物質の割合いも比較的大き
い。

原料はその粉砕状態に応じて同じような利点でもって臨
機にディスクミル或いはハンマミルを使用して粉砕可能
である。

この場合、破砕機構を摩耗から守るため、本発明の他の
構成により、超大寸法の粒子はフリント、花崗岩、石英
等のようなその中に含まれている硬い鉱物成分と共に粉
砕循環系から除去され、臨機に粉砕され、鉱物粉として
粒状の装填物質に添加される。

この構成は本発明によシ、原料中に少くとも部分的に天
然の均質な鉱物、いわゆる例えばグツズ２ンのような天
然セメントが含まれている場合最も有利である。

本発明の最も重要な利点は、粒状に粉砕された装填物を
従来一般的であるような原料粉に粉砕することなく焼成
装置ユニットに装填でき、したがってエネルギーが著し
く節減できることである。

以下に添付図面に図示した実施例につき本発明を詳説す
る。

ブロック図に示した装置図は焼成装置ユニット１を有す
る装置部分Ａと原料を上記焼成装置ユニット１に適した
装填物に粉砕しかつ乾燥するためΩ装置ユニツ）Ｂとか
ら成る。装置部分ＡとＢは焼成装置ユニット１から粉砕
兼乾燥装置ユニット２に通じているガス導管３と粉砕兼
乾燥装置ユニット２から焼成装置ユニット１に通じてい
る装填物のための搬送装置４とを介して互いに結合し合
っておシ、これによって機能的に統合さｈている。

焼成装置ユニット１は実線で示した構成内に二つの互い
に上下に設けられたサイクロン−熱交換器５と６を備え
ている。これらのサイクロンは焼成装置ユニット１の予
熱段全形成している。これらの予熱段は廃ガスを案内す
る導管７と８並びに材料導管９と１０とを介して公知の
“様式で互いに結合されている。材料導管１０は予熱さ
れかつ部分的に殻焼された材料をロータリキルン１２の
導入ケーシング内に案内する。

このロータリキルンの後方には出口側で冷却機１３が接
続されている。

破線で示した構成では、焼成装置ユニット１は予熱帯域
、殻焼帯域およびクリンカ帯域を備えた長いロータリキ
ルン１２′ヲ備えている。

装置ユニットＢは多数の成分から原料を形成するために
配量して原料を送る装置１５を備えた多室のバンカー１
４を有している。原料は送シ装置１６によシ搬入ゲート
１７を経て反動クラッシャ１８に装填される。装！Ａは
反動クラッシャに接続されている流動乾燥機１９Ｏ脚部
で行われ、この流動乾燥機を焼成装置ユニット１から来
る加熱ガスが反動クラッシャ１８と同じように通過する
。原料は装入ゲート１７を介して反動クラッシャ１８内
に装入される工程の間乾燥され、次いで粉砕の間更に激
しく乾燥され、粉砕の後加熱ガス流によシ流動乾燥機１
９を介して反動クラッシャから分離機２９へと搬送され
る間更に激しく乾燥される。分離機２０け粉砕された物
質を熱いキャリヤガス流から分離する。廃ガスは導管２
１を経てヴエンチュレータから吸引され、塵あいフィル
タ２３を通って矢印２４に従って（図示していない）煙
突に導出される。分粒装Ｎ２５内で粉砕されｆＣ′＠料
から過大粒子が分離される。この蜘大粒子改めて粉砕を
行うためは導管２６を通シ装入ゲート１７を経て再び反
動クシラシャ１８に装入される。

この過大粒子内にフリント、花崗岩、玄武岩等のような
硬い成分が多く含まれている場合は、この成分は粉砕装
置から分離されるか、或いは粉砕のため導管２７を介し
て後方に接続された小型の粉砕機、例えば振動ミル２８
に装入される。分粒装置２５搬出される仕上ｊＤＩ料は
矢印３１方向で送られ、中間貯蔵サイロ２９内に貯蔵さ
れ、装置部分Ａへのよシ以上の送シのため配量作用を行
う吸込み装置５０によシ搬送装置４に送られる。この搬
送装置には、振動ミル２８内で粉砕された粉を含まない
例えば雲母、花崗岩或い玄武岩のような硬い成分の材料
の搬出部５２も開口している。塵あいはフィルタ２５か
ら導管３５を経て同様に中間貯蔵サイロ２９内に装入さ
れる。

装置部分Ｂ内において砕かれかつ乾燥された材料は搬送
導管４によりサイクロン熱交換Ｂ６からサイクロン熱交
換器５へと通じている廃ガス導管７内に装入される。こ
の廃ガセ導管内で材料は、例えば約７５０ＣＯガス温度
での第一の熱交換では［３００Ｃの温度に加熱され、ガ
ス流からの分離後材料導管９を介して四−タリキルン１
２の流入口ケーシング１１から通じている炉ガス導管８
内に装入される。この導管内を流れるガスは例えば約１
，１００Ｃの温度を有し、予熱された材料を約７００Ｃ
に加熱する。

このようにして加熱された材料はサイクロン熱交換器６
内で分離された後材料導管１０全経て流入ケーシング１
１内に装入される。加熱された材料から分離された廃ガ
スはサイクロン熱交換器５から約５００〜５５０Ｃの温
度でカス導管３全通シ乾燥ガスとして装置部分Ｂ内に導
入され、その中でガスの熱内容が装入された原料’４ｔ
１５＋１６の乾燥のため使用される。

公知技術によシ浮遊ガスー予熱機を備えた焼成装置ユニ
ット１の代シによシ古い構造様式の長い四−タリキルン
ｌ　２’が存在している棚台、方法７日−シートは以下
のように変形される。

即ち、装置部分Ｂから来る粉砕された粒状材料は送り装
置−分岐導管３４を介して炉入口頭部１１′に装填され
、廃ガスは炉ガス導管ぎで吸引され、原料を乾燥するた
めガス導管３を経て装置部分Ｂ内に導入される。この装
置部分内で、反動クラッシャ１８が省略されて、機能準
備状態の短期の補結を達するため補結導管３５が設けら
れている。更に、閉鎖スライダ３６〜３９が設けられて
おシ、これらは適当な位置で反動クラッシャ１８と分離
機２０を通るガス通路を遮断し、廃ガス導管５から補結
導管３５とバイパス導管４０と経て通じている煙突２４
への直接のガス通路を可能にする。しかし、この場合、
特にヴエンテユレータとフィルタとを過加熱による損傷
から回避させるため、廃ガスをこの例外的な作業状態の
量水を矢印１４に従って潅注して冷却する必要がある。

本発明による方法はセメント焼成の場合以外に、生石灰
、ドロマイト、マグネサイト等の生成物の焼成にも有利
に、特に浮遊ガス−予加熱器を備えた、添付図面にフロ
ーシートで示した焼成装置に類似した焼成装置で有利に
適している。この場合、ロータリキルンの代シに例えば
渦流動床を設けることも可能である。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明による方法の作業フローシートである。 １・・・焼成装置ユニット ２・・・乾燥装置ユニット ３・・・ガス導管 ４・・・搬送装置 ５．６・・・サイクロン−熱交換器 １２・・・四−タリキルン １３・・・冷却機 代理人　江崎光好 代理人　江崎光史

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ｗ料を処理帯域に従って先ず予熱帯域内において焼
   成帯域から発生する加熱されたカスと直接熱交換させて
   予熱し、次いで焼成帯域内で燃焼し、必要に応じて焼結
   し、最後に冷却帯域内で冷却する様式の、特に生石灰、
   セメント、マグネサイト、ドロマイトおよび類似の物質
   のような焼成生成物を造るための、石灰を含有している
   成分および／又は他の炭酸塩性の成分を含んでｂる鉱物
   質の原料を熱的に処理する方法において、原料の石灰を
   含有しているおよび／又は他の炭酸塩成分を含んでいる
   成分の少くともキャリヤーを０〜２５箇の装填粒径で予
   熱帯域に装填することを特徴とする、上記方法。 ２、厳科を０〜４ｗｍの装填粒径で予熱帯域に装填する
   、前記特許請求の範囲第１項に記載の方法。 ３、原料を２００μｍ以上の残渣０〜５０％間の装填粒
   径で予熱帯域内に装填する、前記特許請求の範囲第１項
   に記載の方法。 ４、原料を天然に湿った状態で２００ｍ以下の単個粒径
   の出発材料に予備粉砕し、予備均質化し、この出発材料
   を焼成装置ユニットのガス側に接続されている乾燥作用
   を行う粉砕装置に装填し、この粉砕装置内で破砕物の一
   段工程による粉砕並びに分粒および乾燥によシさらさら
   した装填粒径に仕上げ処理する、特許請求の範囲第１項
   から第５項までのうちのいずれか一つに記載の方法。 ５、装填粒径の粒径値帯域の上限もしくは数学的な平均
   粒径を焼成生成物内の遊離石灰含有量の啓合に応じて、
   しかも遊離石灰含有量が大きい場合限界値が低減される
   ように調節する、特許請求の範囲第１項から第４項まで
   のうちのいずれか一つに記載の方法。 ＆　装填粒径の粒径値帯域の上限もしくは数学的な平均
   粒径を焼成底生物中の遊離石灰含有量に応じ、しかも灼
   熱減量が高い場合限界が低減されるようにして調節する
   、特許請求の範囲第１項から第５項までのうちのいずれ
   か一つに記載の方法。 Ｚ　破砕物質を有利には多段の篩分粒によ多処理し、異
   る粒子フンクションとしての部分および／又は異る鉱物
   質の成分を有する原料成分部分を別個に貯蔵し、個別に
   或いは混合して混合物として予熱帯域内に装填する、前
   記特許請求の範囲第６項に記載の方法。 ８４　破砕された物質に微細に粉砕された物質を成分部
   分としてもしくけ成分として添力ｌする、特許請求の範
   囲第１項から第７項までの４ちのいずれか一つに記載の
   方法。 ９　原料をその破砕状態の度合いに応じて反動クラッシ
   ャ或いはハンマーミル或いハＯ−／ｌ／ミルを使用して
   砕解し、フリント、花崗岩、石英および類似物質のよう
   な硬い鉱物質成分を有する過大粒子を破砕工程から分離
   し、臨機に粉砕装置内で微細に粉砕し、仁の微細物質を
   装填粒子に加える、特許請求の範囲第１項から第８項ま
   でのうちのいずれか一つに記載の方法。 １０、原料として少くとも部分的に天然状態で得られる
   均質な鉱物、有利には例えばグツシランのようないわゆ
   る天然セメントを特徴する特許請求の範囲第１項から第
   ９項までのうちのいずれか一つに記載の方法。