JPS62256748A

JPS62256748A - 軽量骨材の製造方法

Info

Publication number: JPS62256748A
Application number: JP61101441A
Authority: JP
Inventors: 脩土屋; 明若林; 照喜名　二郎; 大河内　勝也
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 1986-05-01
Filing date: 1986-05-01
Publication date: 1987-11-09

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】（産業上の利用分野）この発明は、石炭のフライアッシュを原料としてこれを
造粒、乾燥焼結して軽量骨材を製造する方法に関する。

（従来の技術）従来より、発電所では熱源の一つとして石炭が用いられ
ている。そして、これの燃焼により多量の石炭灰が排出
されている。この石炭灰は捕集場所によりボトムアッシ
ュ、シンダーアッシュ、および排ガス中に多量に含まれ
る粉１！！（フライアッシュ）とに分類される。上記の
うちボトムアッシュおよびシンダーアッシュは粒度が粗
く、強熱減量が多いが、その発生量は少ない、また、フ
ライアッシュは主に電気束ａ機で捕集されるもので１粒
度が細かく、強熱減量は少なく、その発生量は６５〜８
０％と多量である。従って、石炭灰の内、このフライア
ッシュをいかに処理または利用するかが重要である。

上記フライアッシュには日本工業規格（ＪＩＳ）　とし
てブレーン法による比表面積（プレーン指数）が２４０
０ｃ＋ｓ２／ｇ以上、強熱減量が５％以下の規定項目が
ある。そのため、フライアッシュをサイクロン等により
上記規格を満足する細粉と粗粉とに分級し、細粉はセメ
ント用フライアッシュとしてホッパーに貯蔵後、外販さ
れ、粗粉は軽量骨材を製造するための原料として用いら
れている。

また、最近、環境問題としてのＮＯ！規制から、微粉炭
バーナーの燃焼温度を抑制してボイラーを操業しており
、また、石炭の粉砕動力の節減のために粉砕を低下させ
ている。このことから、軽量骨材を製造するための原料
は更に粗粒化する傾向にある。

ここで、第２図により、フライアッシュを原料とし軽量
骨材を製造する従来方法として、造粒焼結方法につき説
明する。

図において、Ｓはサイロで、このサイロＳには電気集１
１機等で捕集したフライアッシュＦ１石炭やコークス微
粉等の可燃性炭素材Ｃおよび、工程で発生した回収ダス
）Ｄが区分けして収容される。

また、１は混線機で、この混練機ｌに上記フライアッシ
ュＦや添加剤としての水Ｗを投入する。

また、この場合、上記フライアッシュ層中には若干の未
燃炭材が含まれているが、必要により上記炭素材Ｃを加
える。そして、これによる混線物を公知のパン型ペレタ
イザー２に供給し、ここで、生ベレット３を成形する。

次に、この生ペレット３をホッパー４に投入する。この
ホッパー４に隣接して他のホッパー５が設けられ、この
ホッパー５には焼結ずみで製品となるべき軽量骨材６が
装入されている。また、これらホッパー４．５の下方に
は焼成機７が設けられている。この焼成４２！７は水平
方向に移動（図中矢印Ａ）する火格子８と、この火格子
８の中途部でその上方に設けられる乾燥、予熱炉９、着
火炉ｌＯおよび焼結、保熱炉１１を有している。また、
上端が上記火格子８の下面に向って開口するウィンドボ
ックス１４が設けられ、このウィンドボックス１４の下
端は排気ダクト１５を通してブロワ−１６の吸込側に連
結されている。上記の場合、ウィンドボックス１４の下
端には図示しない風量調整用のダンパが設けられている
。また、ウィンドボックス１４の下端は火格子８の戻り
側に干渉しないように折り曲げられている。上記６炉９
，１０．１１にはこれらに高熱空気を送り込む熱風管１
７が接続されている。

上記装置により生ペレット３を焼結して軽量骨材６を得
ようとする場合には、まず、上記各ホッパー４，５から
火格子８上に生ペレット３と軽量骨材６とを供給する。

この場合、軽量骨材６は床敷として供給されるもので、
この軽量骨材６が下層、生ペレット３が上層である原料
層が火格子８上に積層される。

上記原料層が火格子８に伴って移動し、６炉９．１０．
１１を通過するときに、熱風管１７から高熱空気が供給
され、これがブロワ−１６により原料層の下方に向って
吸引される（図中矢印Ｂ）、そして、この高熱空気によ
り焼結が行われる。即ち、乾燥、予熱炉９により生ペレ
ット３が乾燥されて乾燥ペレット１８となる０次いで、
着火炉１０により上層の乾燥ペレット１８における未燃
炭材が着火される。更に、焼結、保熱炉１１により、乾
燥ペレット１８の層中の燃焼が下方へ移行して層全体の
焼結が完了し、ここに焼結ペレット１９が成形される。

上記焼結、保熱炉１１の下流側が冷却ゾーン２０とされ
ている。この冷却ゾーン２０では、ブロワ−１６の吸入
空気の一部が上記焼結ペレット１９の層中を下方に向っ
て通過するのであり（図中矢印Ｃ）、これにより焼結ペ
レッ）１９が冷却される。この後、この冷却されたベレ
ットはシュート２１によりクラッシャ２２に送り込まれ
て、ここで解砕される。また、解砕されたベレットは篩
４２２３にかけられ、所定形状のものが製品としての軽
量骨材６となる。

なお、上記火格子８を通過して排気ダクト１５内に落下
する生ベレット３の崩壊物等はシュート２４を通してコ
ンベア２５上に集められ、前記ダストＤとしてサイロＳ
に返送される。このダストＤは一般には生ペレット３の
造粒原料として再利用される。

（発明が解決しようとする問題点）ところで、上記した軽量骨材の製造方法では次のことが
要求される。即ち、第１に、ペレタイザー２で成形され
た生ペレット３を焼結火格子８上に積層する場合に、こ
こに至るまでに崩壊しないことである。また、第２に、
火格子８上の生ぺレット３が崩壊することなくその形状
を保ち、このペレット層の通気性を維持し、上層で着火
されたペレットの燃焼が安定して次々と下層のペレット
に伝播し、全ペレットが焼成されることである。

しかし、上述したように軽量骨材の原料としてのフライ
アッシュＦは粗粒化しており、また、一度ボイラー内で
高温度にさらされたものであるため１個々の粒子は球状
を呈し１表面が平滑に近い状態にある。このため、この
ようなフライアッシュＦから製造したペレットは、火格
子８上でしばしば崩壊し、燃焼用空気の吹き抜は現象を
併発する。この現象を防止しない限り、上記造粒焼結法
による軽量骨材の製造は困難である。

（発明の目的）この発明は、上記のような事情に注目してなされたもの
で、軽量骨材の造粒焼結法において、火格子上に積層さ
れたペレットが崩壊しないようにし、即ち、これによっ
て燃焼用空気の吹き抜は現象が生じないようにすること
を目的とする。

（発明の構成）上記目的を達成するためのこの発明の特徴とするところ
は、石炭のフライアッシュを原料とし。

この原料を造粒して得られた生ベレットを火格子上に桔
層し、この生ペレットをこの火格子上で乾燥して乾燥ペ
レットにすると共に、これを焼結して軽量骨材を製造す
る方法において、上記乾燥ペレットの圧潰強度を０．５
Ｋｇ／ｐ以上とした点にある。

（実施例）以下、この発明の詳細な説明する。

この実施例は前記従来例の方法と基本構成は同様であり
、その方法を実施するための装置も第２図で示したもの
とほぼ同様である。そこで、従来構成と異なる構成につ
き上記第２図を利用して説明する。

まず、フライアッシュをサイクロン等の分級機で粗粉と
細粉とに分離し、これを原料サイロＳ内に区分けした状
態で貯蔵する。そして、生ペレット３を成形するための
原料をこのフライアッシュＦとする。

生ペレット３を焼結火格子８上で着火、焼成する初期段
階では、生ペレット３が乾燥され、もしくは燃焼初期状
態の乾燥ペレット１８が生成される０次に、この乾燥ペ
レット１８における炭素が燃焼して急速に温度が上昇し
、粒子間に融液が生成し、この結合力により高強度（５
０〜１５０Ｋｇ／ｐ）の焼結ペレット１９となる。そし
て、これが軽量骨材６とされる。

ペレットの強度についてみると、上記生ペレット３の強
度はフライアッシュ粒子間の水の毛管張力により保持さ
れており１粒子間の間隙が小さい程、即ち、フライアッ
シュ粒子が小さい程、強度は高くなる。また、焼成段階
のペレットには結合剤として融液がある。従って、これ
らについては強度上の問題はない、しかし、上記乾燥ペ
レット１８では結合剤となるものがなくなるため、この
段階での強度は最も低くなる。また、上記火格子８上で
は前記したようにペレット層の上層から下層に空気が吸
引されており、よって、ペレット層の通気抵抗に見合っ
た荷重をペレット層は受けている。特に、下層ペレット
程、上層ペレットの荷重が付加され、大きい荷重を受け
る。

上記のことから、粒子間の結合力が少なくなった乾燥ペ
レット１８は崩壊が生じ易い状態となっている。

ところで、原料に細粉を多く配合したり、アルカリ塩、
セメント、ベントナイト等のバインダーを添加すると、
乾燥段階でフライアッシュ粒子間の接触部に、上記の細
粉および結合剤が集まり、ブリッジを形成する。いわゆ
る、粘土を乾燥した状態と同様の強固な結合相がフライ
アッシュ粒子間にできる。

そこで、上記したような乾燥ペレット１８の崩壊を防止
するため、原料フライアッシュＦの粒度調整およびバイ
ンダーの添加が考えられる。しかし、細粉の配合量やバ
インダーの添加量を増加することは粗粉フライアッシュ
Ｆを多く配合したいという原料事情やバインダーの価格
面からの制限がある。

発明者は、種々の実験の結果、フライアッシュＦの粒度
等が大幅に変更する場合でも、乾燥ペレット１８の圧潰
強度と、崩壊の有無には密接な関連があり、乾燥ペレッ
ト１８の圧潰強度を０．５Ｋｇ／ｐ（望ましくはＱＪＫ
ｇ／ｐ）以上とすれば、崩壊を顕著に防止できることを
見い出した。

実験により、フライアッシュＦの粒度等が大幅に変更す
る場合でも、乾燥ペレット１８の圧潰強度を０．５Ｋｇ
／ｐ（望ましくは０．８Ｋｇ／ｐ）以上にする原料およ
び造粒条件を見い出すことができる。これにより、実工
場において試行錯誤の操業をしなくても、工程中に乾燥
ペレット１８に崩壊を起こさせないような安定した軽量
骨材の製造が可能となる。

（第１具体的実施例）原料フライアッシュとして粗粉（ブレーン指数１７８０
ｃａ２／ｇ）と細粉（同４０９０ｃｍ２／ｇ）の割合を
８０／２０　、　Ｇｏハ０．４０／８０に変更したもの
、および、粗粉と細粉の割合を８０／２Ｇにして添加剤
として、界面活性剤（０，００５〜０．２容積％）、リ
グニン系バインダー（０，５〜１．５容積％）、鉱石ヤ
ードの発塵防止バインダー（０，２〜５．０容積％）、
炭酸ナトリウム（１，０〜４．０容積％）、ベントナイ
ト（１，０〜３．０重量％）、セメント（２，０〜８．
０重量％）を添加した合計２１種類の試料を作成し、こ
の原料から生ペレット３を成形した。

ここで、試料中のカーボン量が５％となるように微粉石
炭を所定量配合した。生ペレット３の成゛形は４５ｃｓ
φＸ　１５ｃｍＭのタイヤ型ペレタイザーを用い、散水
（水溶性バインダーについては水の中に所定量のバイン
ダーを添加した）および給鉱を繰り返し、直径１１．１
〜１２．７ｍｍの生ベレット３とした。この場合、水分
量は１４〜１６％であった。

生ペレット３の性状としての圧潰強度を測定した。この
生ペレット３を乾燥器で１１０℃／日乾燥し、乾燥ペレ
ット１８とした。この乾燥ペレット１８についても圧潰
強度を測定した。各圧潰強度値は１２ケの測定値の平均
値とした。

焼結火格子８上でのペレットの崩壊性を評価するための
方法を以下に示す、　１０００℃に昇温し、空気を下部
から３１／ｓｉｎで流通した竪型電気炉の均熱部へ、３
０ケの生ペレット３を装入したバスケットをすみやかに
降下させた０次に、１ａｉｎ間この温度で保持し、ペレ
ットが燃焼したことを確認後、直ちに電気炉から引き出
した。この焼成後の　。

ペレットの崩壊の度合は目視で判定した。

第１図は生ペレット３および乾燥ペレット１８の各圧潰
強度の値と、崩壊の有無を０、×で示したものである。

即ち、０は崩壊しなかった正常ペレットを示し、×は崩
壊したペレットを示してｌ、％る。また１図中斜線部は
正常ペレットの領域を示している。この図によれば、乾
燥ペレット１８が崩壊する領域の限界は乾燥ペレット１
８の圧潰強度で決定され、乾燥ペレット１Ｂの圧潰強度
が０．５Ｋｇ／ｐ以上、望ましくは０．θＫｇ／ｐ以上
におｌ、％て、この乾燥ペレット１８にはほとんど崩壊
が起こらないことが理解される。

（第２具体的実施例）上記の結果を確認するため、実機の焼結火格子８におけ
る焼成状況を再現可能な、ベンチスケール焼結鋼試験を
更に実施した。

原料フライアッシュは上述のものと同一とし、粗粉（ブ
レーン指数１７８０ｃ曹２／ｇ）と細粉（同４０９０ｃ
ｍ２／ｇ）の割合を変更して、乾燥ペレッ）１８の圧潰
強度を変化させた。生ペレット３は８０ｃｍφのパン型
ペレタイザー２を用い、５〜１５＋ａｍφ粒径のものを
成形した。乾燥ペレット１８の圧潰強度は０．３Ｋｇ／
ｐ　　（粒径１１．１〜１２．７ｍｍφ）と０．５２Ｋ
ｇ／ｐ　（粒径１１．１”　１２．７＋ａｍφ）を示す
２種類のものを、粗粉／細粉＝　８０／２０　、４０／
１３０に変更し成形した。

次に、３０ｃｓφＸ　４５ｃｍ文の焼結鍋試験装置によ
り、生ペレット３の層厚が３０Ｃ１１となるように充填
し、鍋試験を実施した。試験条件を下記第１表に示す。

（以下余白）第１表乾燥ベレット１８の圧潰強度０．３Ｋｇ／ｐのベレット
は着火後期に崩壊、吹き抜は現象を起こし、焼成不能と
なった。しかし、圧潰強度０．５２Ｋｇ／ｐの乾燥ペレ
ット１８においては、崩壊が顕著に抑制されて順調に焼
結が進行し、これにより成形された軽量骨材６には約６
０〜８０Ｋｇ／ｐの圧潰強度が得られ、歩留り　（＋５
ｍｍ％）も８８％を示した。

（発明の効果）この発明によれば、石炭のフライアッシュを原料とし、
この原料を造粒して得られた生ペレットを火格子上に！
＆層し、この生ペレットをこの火格子上で乾燥して乾燥
ベレットにすると共に、これを焼結して軽量骨材を製造
する方法において、上記乾燥ペレットの圧潰強度を０．
５Ｋｇ／ｐ以上としたため、軽量骨材の造粒焼結法にお
いて、原料フライアッシュに多量の粗粉が配合された場
合でも。

火格子上で燃焼するベレットに崩壊の生じることが顕著
に抑制される。よって、この火格子上のペレット層に対
し燃焼用空気の吹き抜は現象が生じることが抑制されて
安定した軽量骨材の製造が可能となる。また、このため
、製品歩留りの向上も達成される。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例を示し、生ペレットと乾燥ペ
レットの各圧潰強度の関係を示すグラフ図、第２図は軽
量骨材の従来の製造方法を実施するための装置を示すフ
ロー図である。３・・生ベレット、６・φ軽量骨材、８・俸火格子、工
８Φ・乾燥ベレット。特　許　出　願　人　　株式会社神戸製鋼所第１図

Claims

【特許請求の範囲】

１、石炭のフライアッシュを原料とし、この原料を造粒
して得られた生ペレットを火格子上に積層し、この生ペ
レットをこの火格子上で乾燥して乾燥ペレットにすると
共に、これを焼結して軽量骨材を製造する方法において
、上記乾燥ペレットの圧潰強度を０．５Ｋｇ／ｐ以上と
したことを特徴とする軽量骨材の製造方法。