KR20140043496A

KR20140043496A - 시멘트의 제조 방법

Info

Publication number: KR20140043496A
Application number: KR1020147005473A
Authority: KR
Inventors: 히사노부 다나카; 마키오 야마시타; 가즈히데 츠지; 도시히코 나카무라
Original assignee: 미츠비시 마테리알 가부시키가이샤
Priority date: 2011-08-31
Filing date: 2012-08-30
Publication date: 2014-04-09
Also published as: CN102964070B; AU2012302693B2; MY167074A; CN102964070A; JP5733235B2; KR101660136B1; JP2013053057A; AU2012302693A1

Abstract

이 시멘트의 제조 방법에서는, 가마 앞(4)에 설치된 주 버너(5)로부터의 화염에 의해 내부가 1400℃ 이상의 고온 분위기 하로 유지된 시멘트 킬른(1) 내에, 가마 후미 부분(2)으로부터 내부에 투입된 시멘트 원료를 가마 앞(4)측으로 보내면서 소성하여 시멘트 클링커를 제조하는 시멘트 제조 방법에 있어서, 시멘트 킬른(1) 내에, 상기 시멘트 원료 중의 P₂O₅ 양의 변동량 또는 제조된 상기 시멘트 클링커에 포함되는 P₂O₅ 양의 변동량을 보상하는 양의 건조 오니를 투입함으로써, 상기 시멘트 클링커에 포함되는 P₂O₅의 양을 0.3 내지 1.0중량％의 범위 내로 제어한다.

Description

시멘트의 제조 방법{CEMENT MANUFACTURING METHOD}

본 발명은, 시멘트의 제조 방법에 관한 것이다. 상세하게는, 본 발명은 고온 분위기 하로 유지된 시멘트 킬른에서 시멘트 원료를 소성하여 시멘트 클링커를 제조하는 방법에 관한 것이고, 상기 시멘트 클링커 중에 포함되는 P₂O₅ 양을 원하는 범위 내로 제어하는 것이 가능하게 되는 시멘트의 제조 방법에 관한 것이다.

본원은 2011년 8월 31일에, 중국에 출원된 일본 특허 출원 제201110256138.4호, 및 2012년 2월 17일에, 일본에 출원된 일본 특허 출원 제2012-032365호에 기초하여 우선권을 주장하고, 그 내용을 여기에 원용한다.

일반적으로, 시멘트 제조 설비에 있어서는, 시멘트 원료를 프리히터에 있어서 소정의 온도까지 예열하여 시멘트 킬른에 도입하고, 당해 시멘트 킬른 내에서, 가마 앞에 설치된 주 버너로부터의 화염에 의해 약 1450℃의 고온 분위기에서 소성하여 시멘트 클링커를 얻는다. 그 후, 당해 시멘트 클링커에 급결 방지용의 이수 석고를 첨가하여 미분쇄함으로써 시멘트를 제조하고 있다.

그런데, 상기 제조 공정에 있어서 얻어진 시멘트 클링커 중에는, 시멘트 원료 자체나 연료 중에 포함되는 인(P)분이 도입되어 있다. 그리고, 이와 같이 하여 도입된 인 분(P₂O₅)은, 시멘트의 모든 물성에 영향을 미치는 것이 알려져 있다. 최종적인 시멘트의 품질을 유지하기 위해서, 상기 시멘트 클링커 중의 P₂O₅ 양이 소정의 값을 초과하지 않도록, 시멘트 원료 자체나 연료 중의 P₂O₅ 양을 관리하고 있다.

한편, 상기 시멘트 킬른의 주 버너에 있어서 연소되는 연료로서는, 통상 석탄 및 코크스를 사용하고 있지만, 최근에의 연료의 앙등화에 수반하여, 상기 석탄 등에, 산업 폐기물인 폐유 등의 부 연료를 첨가하여 상기 연료의 일부로서 사용하고 있다. 또한, 다른 산업 폐기물인 폐 플라스틱이나 폐 타이어 이외에, 하기 특허문헌 1에 있어서는, 하수 오니, 식품 가공 잔사 오니, 제지 오니 등의 함수 유기성 오니를 조립·건조하여, 모두 시멘트 제조용의 보조 연료로서 유효하게 이용하는 것이 제안되어 있다.

그러나, 상기 유기성 오니는, 그의 고형분 중에 P₂O₅를 5중량％ 이상 포함하는 것이 많고, 사용량에 따라서는, 시멘트의 응결 지연이나 압축 강도의 저하를 일으키는 우려가 있었다.

또한, 하기 특허문헌 2에 있어서는, 함수 오니로부터 인 성분의 함유율을 저감하게 하는 인 제거 공정, 상기 인 제거 공정에서 얻어진 인 성분의 함유율이 저감된 함수 오니를 가열 건조하는 건조 공정, 및 상기 건조 공정에서 얻어진 건조 오니를 시멘트 제조 설비에서 시멘트 제조용 연료 및 원료로서 사용하고, 시멘트를 제조하는 시멘트 제조 공정에 편파적인 시멘트의 제조 방법이 제안되어 있다. 당해 시멘트의 제조 방법은, 상기 건조 오니의 고형분 중에서 차지하는 인 함유율을 4중량％ 이하로 조정하는 것을 특징으로 하고 있다.

당해 시멘트의 제조 방법에 있어서는, 오니 중의 P₂O₅ 양을 4중량％ 이하로 저감함으로써, 지금까지보다도 대량의 함수 오니를 시멘트 제조 설비에서 처리할 수 있다는 이점이 있다. 그러나, 시멘트 제조 공정의 투입하는 함수 오니의 양이 과다해진 경우나 시멘트 원료 중의 P₂O₅ 양이 증가한 경우에는, 시멘트 클링커 중의 P₂O₅양이 증가하여, 시멘트의 응결 지연이나 압축 강도의 저하를 초래한다는 문제점을 갖는다.

또한, 상술한 시멘트의 응결 지연이나 압축 강도의 변동 이외에, 시멘트 클링커의 피분쇄성도, 함유하는 P₂O₅의 양에 따라 변화한다. 이로 인해, 상기 함수 오니 등의 유기성 오니를 시멘트 제조 공정에 투입하여, 연료의 일부로서 유효하게 이용하려고 할 때에는, 시멘트의 품질 관리상, 시멘트 클링커 중의 P₂O₅ 양을 일정한 범위 내로 유지하는 것이 강하게 요청되고 있다.

일본 특허 공개 평11-217576호 공보 일본 특허 공개 제2004-203662호 공보

본 발명은, 이러한 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 시멘트 원료 중의 P₂O₅양이 변동된 경우에 있어서도, 시멘트 클링커 중의 P₂O₅ 양을 소정의 범위 내로 유지할 수 있고, 따라서 시멘트의 품질을 안정적으로 유지하는 것이 가능하게 되는 시멘트의 제조 방법을 제공하는 것을 과제로 하는 것이다.

(1) 가마 앞에 설치된 주 버너로부터의 화염에 의해 내부가 1400℃ 이상의 고온 분위기 하로 유지된 시멘트 킬른 내에, 당해 시멘트 킬른의 가마 후미 부분으로부터 내부에 투입된 시멘트 원료를 상기 가마 전방측에 보내면서 소성하여 시멘트 클링커를 제조하는 시멘트 제조 방법에 있어서,

상기 시멘트 킬른 내에, 상기 시멘트 원료 중의 P₂O₅ 양의 변동량 또는 제조된 상기 시멘트 클링커에 포함되는 P₂O₅ 양의 변동량을 보상하는 양의 건조 오니를 투입함으로써, 상기 시멘트 클링커에 포함되는 P₂O₅의 양을 0.3 내지 1.0중량％의 범위 내로 제어하는 것을 특징으로 하는 것이다.

(2) 상기 건조 오니가, 가열 처리된 하수 오니이고, 또한 5mm 이하의 입도로 분쇄한 후에, 상기 가마 전방측으로부터 상기 시멘트 킬른 내에 투입되는 (1)에 기재된 시멘트 제조 방법.

(3) 상기 시멘트 원료 중의 P₂O₅ 양의 변동량을 측정하고, 당해 변동량을 보상하는 양의 상기 건조 오니의 양을 계량하여, 상기 시멘트 킬른 내에 투입하는 (1) 또는 (2)에 기재된 시멘트 제조 방법.

(4) 제조된 상기 시멘트 클링커에 포함되는 P₂O₅ 양의 변동량을 측정하고, 당해 변동량을 보상하는 양의 상기 건조 오니의 양을 계량하여, 상기 시멘트 킬른 내에 투입하는, (1) 내지 (3) 중 어느 하나에 기재된 시멘트 제조 방법.

(5) 상기 주 버너의 연료는 고체 연료를 밀에 있어서 분쇄하여 얻어진 미분 고체 연료임과 동시에, 상기 밀에, 상기 건조 오니를 공급하여 상기 고체 연료와 함께 분쇄하여 상기 주 버너로부터 상기 시멘트 킬른 내에 투입하는, (1) 내지 (4) 중 어느 하나에 기재된 시멘트 제조 방법.

(6) 상기 주 버너의 상방에 설치한 보조 투입관으로부터, 상기 건조 오니를 상기 주 버너의 화염을 향하여 투입하는, (1) 내지 (4) 중 어느 하나에 기재된 시멘트 제조 방법.

(1) 내지 (6)에 기재된 시멘트 제조 방법 중 어느 하나에서는, 건조 오니를 시멘트 킬른 내의 1400℃ 이상의 고온 분위기 중에 투입하고 있다. 이러한 고온 분위기하에 있어서 건조 오니가 연소·분해할 때, 불연분 중의 P₂O₅가, 소성되는 시멘트 원료 중에 도입된다.

따라서, 제조된 시멘트 클링커에 포함되는 P₂O₅ 양이 부족한 경우에는, 상기 시멘트 킬른 내에 투입하는 건조 오니의 양을 증가시킴으로써, 용이하면서도 확실하게 상기 시멘트 클링커에 포함되는 P₂O₅의 양을 미리 설정한 0.3 내지 1.0중량％의 범위 내로 제어할 수 있다.

이때에, 상기 건조 오니를, 시멘트 킬른 내에 있어서의 1400℃ 이상의 고온 분위기 중에 투입함으로써, 완전히 연소·분해하여 P₂O₅를 생성시킬 수 있고, 따라서 효과적으로 시멘트 클링커 중의 P₂O₅ 양을 조정할 수 있다.

이 결과, 시멘트 조합 원료 중의 P₂O₅ 양이 변동된 경우나, 제조된 시멘트 클링커에 포함되는 P₂O₅ 양이 감소한 경우에 있어서도, 시멘트 클링커 중의 P₂O₅ 양을 0.3 내지 1.0중량％의 범위 내로 유지할 수 있고, 따라서 시멘트의 품질을 안정적으로 유지하는 것이 가능하게 된다.

여기서, 시멘트 클링커 중의 P₂O₅ 양을 0.3 내지 1.0중량％의 범위 내로 유지하는 것으로 한정한 이유에 대하여 설명한다. 일반적으로, 최종 제품이 되는 시멘트에 있어서는, 함유되는 P₂O₅ 양의 증가에 수반하여, 알라이트의 수화 반응성 촉진에 의한 강도 발현 효과가 얻어지지만, 당해 P₂O₅ 양이 과다해지면, 클링커 구성물의 양의 변화, 즉 벨라이트량의 증가 등에 의해 강도가 저하하는 것이 알려져 있다.

따라서, 본 발명자들은, 시멘트(=시멘트 클링커) 중의 P₂O₅ 양을 변화시킨 경우의 시멘트 경화체 강도의 변화를 확인하기 위한 실증 실험을 행하였다. 도 4는, 상기 실증 실험의 결과를 나타내는 것이며, 시멘트 중의 P₂O₅ 양을 변화시킨 경우의 3일 후, 7일 후 및 28일 후에 있어서의 시멘트 경화체의 압축 강도의 값을 나타내는 것이다.

그리고, 상기 실증 실험에 의해, 동 도면에 보이는 것과 같이, 시멘트 경화체의 압축 강도는, 시멘트 중의 P₂O₅ 양이 0.3중량％ 이상으로 증가하고, 0.5중량％에서 최대값을 나타냈지만, 추가로 증가하는 데에 따라서 저하하고, 1.0중량％에서는 0.1중량％과 동등해진다고 하는 지견을 얻었다.

이상의 지견에 기초하여, 시멘트 킬른 내에 투입하는 건조 오니의 양을 제어하여, 시멘트 클링커 중의 P₂O₅ 양을 0.3 내지 1.0중량％의 범위 내에 유지하도록 한 것이다. 이 결과, 시멘트 클링커 중의 P₂O₅ 양이 변동할 때에 시멘트 킬른 내에 투입하는 건조 오니의 양을, 시멘트 클링커 중의 P₂O₅ 양이 0.3 내지 1중량％ 이하로 되도록 제어함으로써, 항상 강도 발현성이 향상한 시멘트를 제조하는 것이 가능하게 된다.

덧붙여서 말하면, 건조 오니의 투입에 의한 P₂O₅ 양의 조정을 행하지 않은 경우에는, 그 밖의 P₂O₅ 양이 많은 폐기물을 원 연료로서 사용하지 않는 한, 상기 시멘트에 있어서의 P₂O₅ 양은 0.1중량％ 정도 이하로 된다.

따라서, 제조된 시멘트 클링커에 포함되는 P₂O₅ 양이 감소한 경우에는, 적어도 당해 P₂O₅ 양이 0.3중량％ 이상이 되도록 시멘트 킬른 내에 건조 오니를 투입함으로써, 시멘트의 강도 발현성을 향상시키는 것이 가능하게 된다.

또한, 상기 건조 오니의 투입량을 결정할 때에는, (3) 또는 (4)에 기재된 방법을 채용하는 것이 가능하다. 단, 당해 건조 오니를 투입하고 나서, 상기 연소·분해에 의해 발생한 P₂O₅가 시멘트 클링커 중에 도입될 때까지 시간 차가 발생한다. 따라서, (4)에 기재된 방법과 같이, 제조된 상기 시멘트 클링커에 포함되는 P₂O₅ 양의 변동량에 대응하여 상기 투입량을 결정하는 것보다도, (3)에 기재된 방법과 같이, 사용하고 있는 원료가 바뀔 때에, 미리 새로운 원료 중의 P₂O₅ 양과 지금까지 사용한 원료 중의 P₂O₅ 양을 비교하여, 그의 변동량을 보상하는 양의 건조 오니를 투입하는 것이 바람직하다.

또한, 최근에는, 시멘트 킬른 내에 탈 린스 러그 등의 P₂O₅를 포함하는 산업 폐기물도 원료의 일부로서 투입되어 있다. 이들의 폐기물은, 다른 성분과의 관계에서 사용량이 한정되어 있고, 상기 시멘트 클링커 중의 P₂O₅ 양의 변동에 끼치는 영향도 적다고 할 수 있다. 그러나, 상기 시멘트 원료에 있어서의 P₂O₅ 양의 변동 이외에, 상기 폐기물에 포함되는 P₂O₅ 양의 변동도 고려하여 상기 건조 오니의 투입량을 결정하면, 보다 한층 시멘트 클링커 중의 P₂O₅ 양의 변동을 상술한 소정의 범위 내로 제어하는 것이 가능하게 된다.

또한, 투입하는 건조 오니로서는, (2)에 기재된 방법과 같이, 가열 처리된 하수 오니이며, 또한 5mm 이하의 입도로 분쇄한 것인 것이 바람직하다. 이러한 건조 오니를 사용함으로써, 시멘트 킬른 내에 가마 전방측으로부터 투입할 때에, 버너에 있어서 폐색이 발생하는 것을 방지할 수 있다.

수분을 갖고 있지 않은 건조 오니를 사용함으로써, 연소시에 기화열을 빼앗아 열 효율을 저하시키는 일이 없다. 또한, 미리 5mm 이하로 분쇄해 둠으로써, 상기 시멘트 킬른 내의 고온 분위기하에 있어서, 순시에 완전히 열 분해시켜 원하는 양의 P₂O₅를 생성시킬 수 있다.

또한, 시멘트 킬른 내에 건조 오니를 투입하는 방법으로서는, (5)에 기재된 방법과 같이, 연료와 함께 주 버너로부터 투입해도 되고, 또는 (6)에 기재된 방법과 같이, 상기 주 버너의 상방에 설치한 보조 투입관으로부터, 상기 주 버너의 화염을 향하여 투입할 수도 있다. 이러한 구성을 채용함으로써, 확실하게 가장 고온 분위기 하에 있는 주 버너의 화염 근방에 상기 건조 오니를 투입하여 연소·분해시킬 수 있다.

이때에, 주 버너의 연료가 석탄인 경우에는, 특히 (5)에 기재된 방법과 같이, 석탄을 미분탄으로 하는 석탄 밀에 상기 건조 오니를 투입하여 상기 석탄과 함께 분쇄하여 혼합한 다음, 상기 주 버너로부터 시멘트 킬른 내에 투입하도록 하면, 보다 한층 확실하게 당해 건조 오니를 주 버너의 화염에 의해 열 분해시킬 수 있기 때문에 적합하다.

또한, 상기 석탄 밀에 투입하기 전의 오니는 반드시 극도로 건조시킬 필요는 없고, 함수율로 50％ 이하이면 된다. 덧붙여서 말하면, 상기 함수율이 50％보다 크면, 석탄 밀 내에 오니가 부착될 우려가 있고, 30％ 미만에서는 후술하는 바와 같이, 건조에 필요로 하는 열 에너지가 쓸모없게 된다. 따라서, 투입하는 오니의 함수율은 30 내지 50％가 바람직하다.

또한, 석탄 밀로 석탄을 분쇄할 때, 안전상의 문제에 의해 밀로부터 배출되는 미분탄의 온도를 85℃ 이하로 유지할 필요가 있다. 따라서, 함수율이 30 내지 50％의 오니를 투입하면, 밀 내에의 냉각용 공기의 도입량을 삭감할 수 있고, 상술한 건조에 필요로 하는 열 에너지과 합하여, 새로운 비용 삭감 효과를 기대할 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시 형태를 실시하기 위한 시멘트 제조 설비의 개략 구성도이다.
도 2는 본 발명의 제2 실시 형태를 실시하기 위한 시멘트 제조 설비의 개략 구성도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시 형태를 사용한 실험 결과를 나타내는 것으로, 건조 오니를 투입한 경우의 시멘트 클링커 중의 P₂O₅ 양의 변동을 나타내는 그래프이다.
도 4는 시멘트 클링커 중의 P₂O₅ 양과 시멘트 경화체의 압축 강도와의 관계를 확인하기 위한 실증 실험의 결과를 나타내는 그래프이다.

(제1 실시 형태)

도 1은, 본 발명에 따른 시멘트의 제조 방법의 제1 실시 형태를 실시하기 위한 시멘트 제조 설비를 나타내는 것으로, 도면 중 부호 1이 시멘트 원료를 소성하기 위한 시멘트 킬른이다. 이 시멘트 킬른(1)은, 축심 주위에 회전 가능하게 설치된 회전 가마이다. 시멘트 킬른(1)에서는, 도면 중 좌측 방향의 가마 후미 부분(2)(kiln inlet part)에, 시멘트 원료를 예열하기 위한 프리히터(3)가 설치되고, 도면 중 우측 방향의 가마 앞(4)(kiln outlet part)에, 내부를 가열하기 위한 주 버너(5)가 설치되어 있다. 또한, 도면 중 부호 6은, 소성 후의 시멘트 클링커를 냉각하기 위한 클링커 쿨러이다.

여기서, 프리히터(3)는, 상하 방향(수직 방향)에 직렬적으로 배치된 복수단의 사이클론(21)에 의해 구성되어 있다. 프리히터(3)에서는, 최상단의 사이클론(21)에 시멘트 원료를 공급하는 공급관(7)이 접속되어 있고, 최하단의 사이클론(21)의 저부에는, 내부의 시멘트 원료를 시멘트 킬른(1)의 가마 후미 부분(2)으로 보내는 이송관(3a)이 접속하고 있다.

또한, 가마 후미 부분(2)에는, 시멘트 킬른(1)으로부터 배출된 연소 배기 가스를 최하단의 사이클론(21)에 공급하는 배기 가스관(3b)이 설치되어 있다. 최상단의 사이클론(21)의 상부로부터 배출된 배기 가스가, 도시되지 않는 배기 팬에 의해 배기 라인(8)을 개재하여 배기되게 되어 있다.

그리고, 시멘트 킬른(1)의 주 버너(5)에는, 연료가 되는 미분탄(미분 고체 연료)의 공급 수단이 설치되어 있다. 이 공급 수단은, 상기 연료의 근본이 되는 석탄, 코크스 및 부 연료의 혼합물(고체 연료)을 저류하는 석탄 사일로(10)와, 이 석탄 사일로(10)로부터 공급된 석탄 등을 분쇄하여 소정의 입도의 미분탄으로 하는 건식의 석탄 밀(11)과, 연료 공급관(12)으로 구성되어 있다. 연료 공급관(12)은, 상기 석탄 밀(11)에 있어서 얻어진 미분탄을, 도시되지 않은 공급 라인으로부터 공급되는 압축 공기에 의해 주 버너(5)로부터 시멘트 킬른(1)의 내부에 투입한다.

그리고 또한, 이 시멘트 제조 설비에 있어서는, 하수 오니 등의 건조물을 계량하는 계량기(13)가 설치되고, 이 계량기(13)에 있어서 계량된 건조 오니가, 석탄 사일로(10)로부터의 석탄과 함께 석탄 밀(11)에 공급 되도록 되어 있다.

여기서, 계량기(13)는, 도시되지 않는 형광 X선 분석 등의 주지의 계측 수단에 의해 측정한, 시멘트 조합 원료 중의 P₂O₅ 양 14, 또는 클링커 쿨러(6)로부터 배출된 시멘트 클링커 중의 P₂O₅ 양 15에 기초하여 결정된, 투입해야 할 건조 오니의 양을 계량하는 것이다.

계속해서, 이상의 구성을 포함하는 시멘트 제조 설비를 사용한 본 발명에 따른 시멘트의 제조 방법의 제1 실시 형태에 대해서, 도 1을 사용하여 설명한다.

우선, 이 시멘트 제조 설비에 있어서는, 석회석, 점토, 규석 및 산화철 원료가 분쇄 혼합됨으로써 얻어진 시멘트 원료가, 공급관(7)으로부터 프리히터(3)의 최상단의 사이클론(21)에 공급된다. 그리고, 이 최상단의 사이클론(21)에 공급된 시멘트 원료는, 순차 하방의 사이클론(21)으로 낙하함에 따라서, 하방으로부터 상승하는 시멘트 킬른(1)으로부터의 고온의 배기 가스에 의해 예열되어, 최종적으로 최하단의 사이클론(21)으로부터 이송관(3a)을 개재하여 시멘트 킬른(1)에 도입된다.

한편, 석탄 사일로(10) 내에 저류되어 있는 연료의 근본이 되는 석탄 등은, 적절히 석탄 밀(11)에 보내어져 분쇄되어, 미분탄이 되어 연료 공급관(12)으로부터 시멘트 킬른(1)의 가마 앞(4)에 설치된 주 버너(5)에 공급된다. 그리고, 이 주 버너(5)로부터 시멘트 킬른(1) 내에 투입된 미분탄이 연소함으로써, 시멘트 킬른(1) 내의 가마 앞(4)측은, 약 1450℃ 이상의 고온 분위기 하로 유지되어 있다.

이에 의해, 이 가마 후미 부분(2)으로부터 시멘트 킬른(1) 내에 보내진 상기 시멘트 원료는, 가마 앞(4)측으로 서서히 보내지는 과정에 있어서, 주 버너(5)로부터의 연소 배기 가스에 의해 약 1450℃까지 가열되고, 소성되어 시멘트 클링커가 된다. 계속해서, 가마전(4)에 도달한 시멘트 클링커는, 클링커 쿨러(6) 내에 낙하하여 도면 중 우측 방향으로 보내진다. 이때에, 클링커 쿨러(6) 내에 공급된 공기에 의해 소정 온도까지 냉각되어 최종적으로 당해 클링커 쿨러(6)로부터 취출된다.

또한, 이것과 병행하여, 이 시멘트 제조 설비에 반입된 하수 오니 등의 오니는, 미리 100℃ 내지 300℃의 가열 분위기 하에 의해 건조되어 함수율이 30 내지 50％, 보다 바람직하게는 35 내지 44％의 건조 오니를 제조한다. 시멘트 조합 원료 중의 P₂O₅ 양 14와 비교하여, 계량기(13)에 있어서, 시멘트 클링커에 부족한 P₂O₅ 양에 상당하는 양의 상기 건조 오니가 계량되어, 석탄 밀(11)에 공급된다. 이에 의해, 시멘트 클링커 중의 P₂O₅ 양이, 항상 0.3 내지 1중량％의 범위 내로 유지되도록 제어한다.

또한, 상기 건조 오니의 계량에서는, 클링커 쿨러(6)로부터 배출된 시멘트 클링커에 포함되는 P₂O₅양 15가 감소한 경우에, 감소한 P₂O₅ 양에 상당하는 양의 상기 건조 오니를 계량하여, 상기 건조 오니를 석탄 밀(11)에 공급해도 된다.

그리고, 상기 건조 오니는, 이 석탄 밀(11)에 있어서, 석탄 사일로(10)로부터 공급되는 상기 석탄 등과 혼합되면서 5mm 이하, 보다 바람직하게는 3mm 이하, 더욱 바람직하게는 0.1mm 이하의 입도로 미분쇄되어 건조 오니 분말이 되고, 상기 미분탄과 함께 주 버너(5)로부터 시멘트 킬른(1) 내에 투입되어, 1400℃ 이상의 주 버너(5)의 화염에 의해 열 분해된다.

(실시예)

도 3은, 상기 시멘트 제조 설비를 사용한 시멘트 제조 방법에 있어서의 실험 결과를 나타내는 것이다.

상기 시멘트 제조 설비에 있어서, 시멘트 클링커를 시생산(時産) 130톤의 비율로 제조할 때에, 시멘트 클링커 중의 P₂O₅ 양이 0.1중량％ 정도가 되는 것이 예측되었다.

따라서, 시멘트 클링커 중의 P₂O₅ 양을 보상하기 위해서, 계량기(13)에 있어서, P₂O₅의 함유량이 6중량％의 건조 오니를 계량하여, 6500kg/시의 투입량(50kg-건조 오니/t-클링커)로 미분탄과 함께 주 버너(5)로부터 투입하였다.

이 결과, 도 3에 보이는 바와 같이, 그 후도 클링커 쿨러(6)로부터 배출된 시멘트 클링커 중의 P₂O₅ 양은 0.4중량％ 전후에서 추이하였다.

이상과 같이, 상기 시멘트의 제조 방법에 의하면, 시멘트 조합 원료 중의 P₂O₅양이 변동한 경우나, 제조된 시멘트 클링커에 포함되는 P₂O₅ 양이 감소한 경우에, 시멘트 클링커에 포함되는 P₂O₅의 양을 제어할 수 있다. 구체적으로는, 시멘트 킬른(1)의 가마 앞(4)측으로부터 1400℃ 이상의 고온 분위기 중에 투입하는 건조 오니 분말의 양을 증가시킴으로써, 용이하면서도 확실하게 시멘트 클링커에 포함되는 P₂O₅의 양을 미리 설정한 0.3 내지 1중량％의 범위 내로 제어할 수 있다.

특히, 본 발명에 있어서는, 상기 하수 오니 등의 오니를 가열 처리하여 건조시킴과 함께, 미리 5mm 이하의 입도로 분쇄하여, 주 버너(5)로부터 미분탄(미분 고체 연료)과 함께 시멘트 킬른(1) 내에 투입하고 있다. 따라서, 상기 오니에 포함되는 수분에 의해 시멘트 킬른(1) 내에 있어서의 열 효율을 저하시키는 일이 없고, 또한 상기 건조 오니를 완전히 분해시킬 수 있기 때문에, 효과적으로 시멘트 클링커 중의 P₂O₅ 양을 조정할 수 있다.

따라서, 시멘트 조합 원료 중의 P₂O₅ 양이 변동한 경우나, 제조된 시멘트 클링커에 포함되는 P₂O₅ 양이 감소한 경우에 있어서도, 항상 시멘트 클링커 중의 P₂O₅ 양을 0.3 내지 1중량％의 범위 내로 유지할 수 있고, 따라서 시멘트의 품질을 안정적으로 유지할 수 있다.

또한, 함수율이 30 내지 50％의 오니를 석탄 밀에 투입하면, 밀 내에의 냉각용 공기의 투입량을 삭감할 수 있고, 상술한 건조에 필요로 하는 열 에너지와 합하여, 새로운 비용 삭감 효과를 기대할 수 있다.

(제2 실시 형태)

도 2는, 본 발명에 따른 시멘트의 제조 방법의 제2 실시 형태를 실시하기 위한 시멘트 제조 설비를 나타내는 것으로, 도 1에 도시한 것과 동일 구성 부분에 대해서는, 동일 부호를 붙여서 그의 설명을 간략화한다.

이 제조 설비에 있어서는, 또한 계량기(13)에 있어서 계량된 건조 오니를, 5mm 이하, 보다 바람직하게는 1 내지 3mm의 입도로 분쇄하여 건조 오니 분말로 하는 분쇄기(16)가 설치되어 있다. 그리고, 시멘트 킬른(1)의 가마 앞(4)에는, 이 분쇄기(16)에 의해 분쇄된 건조 오니 분말을, 압축 공기와 함께 시멘트 킬른(1) 내이며, 또한 주 버너(5)의 화염을 향하여 투입하는 보조 투입관(17)이 주 버너(5)의 상방 위치에 설치되어 있다.

이상의 구성을 포함하는 시멘트 제조 설비를 사용한 본 발명에 따른 시멘트의 제조 방법의 제2 실시 형태에 있어서는, 시멘트 조합 원료 중의 P₂O₅ 양 14, 또는 클링커 쿨러(6)로부터 배출된 시멘트 클링커 중의 P₂O₅ 양 15에 기초하여, 필요한 건조 오니의 양이 결정되어, 계량기(13)에 있어서 계량된 건조 오니가, 분쇄기(16)에 공급된다. 그리고, 이 분쇄기(16)에 있어서 분쇄됨으로써 얻어진 건조 오니 분말이, 보조 투입관(17)으로부터 주 버너(5)의 화염을 향하여 투입되어, 1400℃ 이상의 주 버너(5)의 화염에 의해 열 분해된다.

따라서, 제2 실시 형태에 나타낸 시멘트의 제조 방법에 의해도, 제1 실시 형태에 나타낸 것과 마찬가지로, 시멘트 조합 원료 중의 P₂O₅ 양 14가 변동된 경우나, 제조된 시멘트 클링커에 포함되는 P₂O₅ 양 15가 감소한 경우에 있어서도, 항상 시멘트 클링커 중의 P₂O₅ 양을 상술한 0.3 내지 1중량％의 범위 내에 유지할 수 있고, 따라서 시멘트의 품질을 안정적으로 유지하는 것이 가능하게 된다.

또한, 상기 제1 및 제2 실시 형태에 있어서는, 모두 건조 오니를 시멘트 킬른(1)의 가마 전방측으로부터, 미분탄(미분 고체 연료)과 함께 주 버너(5)를 통하여 시멘트 킬른(1) 내에, 또는 보조 투입관(17)으로부터 주 버너(5)의 화염을 향하여 투입하는 경우에 설명했지만, 본 발명은 이들로 한정되는 것은 아니다. 예를 들면 건조 오니는, 프리히터, 가소로(假燒爐) 등, 또는 가마 후미 부분(2)측으로부터 시멘트 킬른(1)의 내부에 공급하는 것도 가능하다.

시멘트를 제조할 때, 시멘트 클링커 중에 포함되는 P₂O₅의 양을 원하는 범위 내로 제어하기 위하여 이용 가능하다.

1 시멘트 킬른
2 가마 후미 부분
4 가마 앞
5 주 버너
10 석탄 사일로
11 석탄 밀
12 연료 공급관
13 계량기
16 분쇄기
17 보조 투입관

Claims

가마 앞에 설치된 주 버너로부터의 화염에 의해 내부가 1400℃ 이상의 고온 분위기 하로 유지된 시멘트 킬른 내에, 당해 시멘트 킬른의 가마 후미 부분으로부터 내부에 투입된 시멘트 원료를 상기 가마 전방측으로 보내면서 소성하여 시멘트 클링커를 제조하는 시멘트 제조 방법에 있어서,
상기 시멘트 킬른 내에, 상기 시멘트 원료 중의 P₂O₅ 양의 변동량 또는 제조된 상기 시멘트 클링커에 포함되는 P₂O₅ 양의 변동량을 보상하는 양의 건조 오니를 투입함으로써, 상기 시멘트 클링커에 포함되는 P₂O₅의 양을 0.3 내지 1.0중량％의 범위 내로 제어하는 것을 특징으로 하는 시멘트의 제조 방법.
제1항에 있어서, 상기 건조 오니는 가열 처리된 하수 오니이고, 또한 5mm 이하의 입도로 분쇄한 후에, 상기 가마 전방측으로부터 상기 시멘트 킬른 내에 투입하는 시멘트의 제조 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 시멘트 원료 중의 P₂O₅ 양의 변동량을 측정하고, 당해 변동량을 보상하는 양의 상기 건조 오니의 양을 계량하여, 상기 시멘트 킬른 내에 투입하는 시멘트의 제조 방법.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 제조된 상기 시멘트 클링커에 포함되는 P₂O₅ 양의 변동량을 측정하고, 당해 변동량을 보상하는 양의 상기 건조 오니의 양을 계량하여, 상기 시멘트 킬른 내에 투입하는, 시멘트의 제조 방법.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 주 버너의 연료는 고체 연료를 밀에 있어서 분쇄하여 얻어진 미분 고체 연료임과 동시에, 상기 밀에, 상기 건조 오니를 공급하여 상기 고체 연료와 함께 분쇄하여 상기 주 버너로부터 상기 시멘트 킬른 내에 투입하는, 시멘트의 제조 방법.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 주 버너의 상방에 설치한 보조 투입관으로부터, 상기 건조 오니를 상기 주 버너의 화염을 향하여 투입하는, 시멘트의 제조 방법.