JP3990102B2 - 人工軽量骨材の製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、石炭灰から軽量コンクリートの骨材に適用される人工軽量骨材の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
石炭焚ボイラから排出される石炭灰の有効利用技術の一つとして軽量コンクリートの骨材に適用される人工軽量骨材がある。この石炭灰を利用した人工軽量骨材は、ＪＩＳ−Ａ５００２に規定されており、例えば軽量化の指標となる絶乾比重は、Ｍ種で１．０〜１．５に設定されている。
【０００３】
従って、従来、石炭灰から人工軽量骨材を製造する場合には、発電所等から石炭灰を受け入れたときに、この石炭灰の平均粒径や比表面積、真比重、アルカリ度等の石炭灰性状を分析し、分析結果に基づいて規格内の人工軽量骨材となるように製造条件を求める。そして、受け入れた石炭灰や性状的に類似しているダミー灰を準備し、これらの石炭灰やダミー灰を用いてベンチテストやパイロットテストを実施することによって、中間製品の生ペレットおよび最終製品の焼結ペレットを試作する。この後、生ペレットおよび焼結ペレットをそれぞれ検査し、焼結ペレットが人工軽量骨材として所望の性状を備えていなければ、生ペレットの性状等に基づいて製造条件を見直して再び焼結ペレットの試作および検査を行う。そして、このような試行錯誤を繰り返しながら所望の焼結ペレットとなる最適な製造条件を求めた後、この製造条件下で人工軽量骨材の製造を開始するようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のように、石炭灰を用いて人工軽量骨材の試作と検査とを繰り返して製造条件を求める方法では、最適な製造条件を得るまでに多量の石炭灰を必要とする場合が多いため、歩留りの低下による製造コストの上昇を招来し易いという問題がある。また、このような試作や検査は、オペレータにとって負担になっており、特に、石炭灰を受け入れてから早期に人工軽量骨材の製造を開始しようとしたときに大きな負担となる。
【０００５】
従って、本発明は、試作や検査を行わなくても石炭灰の性状に基づいて最適な製造条件を求めることができる人工軽量骨材の製造方法を提供するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１の発明は、石炭灰を分級して、粒径１０μｍ以下の微粒子を含む粗粉とし、該粗粉を造粒して生ペレットを形成した後、該生ペレットを焼成して焼結ペレットを形成することによって、所望の人工軽量骨材を製造する人工軽量骨材の製造方法であって、前記石炭灰の性状を示す石炭灰性状パラメータで構成された焼結ペレット性状予測式により前記焼結ペレットの性状を求めると共に、同一の石炭灰性状パラメータで構成された生ペレット性状予測式により前記生ペレットの性状を求め、前記焼結ペレットの性状が所望の人工軽量骨材となるときの前記生ペレットの性状に基づいて前記石炭灰を用いた人工軽量骨材の製造条件を求めることを特徴としている。
【０００７】
上記の構成によれば、同一の石炭灰性状パラメータで構成された焼結ペレット性状予測式と生ペレット性状予測式とで焼結ペレットおよび生ペレットの性状がそれぞれ求められるため、焼結ペレットの性状を所望の人工軽量骨材としたきに、焼結ペレットになる前の中間段階の生ペレットの性状を求めることができる。これにより、この生ペレットの性状に基づいて製造条件を求めることができるため、試作や検査を行って製造条件を求める場合のような歩留りの低下やオペレータの負担を解消することができる。
【０００８】
請求項２の発明は、石炭灰を分級して、粒径１０μｍ以下の微粒子を含む粗粉とし、該粗粉と充填剤とを混合および造粒して生ペレットを形成した後、該生ペレットを焼成して焼結ペレットを形成することによって、所望の人工軽量骨材を製造する人工軽量骨材の製造方法であって、前記石炭灰の性状を示す石炭灰性状パラメータと、前記充填剤の性状を示す充填剤性状パラメータとで構成された焼結ペレット性状予測式により前記焼結ペレットの性状を求めると共に、同一の石炭灰性状パラメータと充填剤性状パラメータとで構成された生ペレット性状予測式により前記生ペレットの性状を求め、前記焼結ペレットの性状が所望の人工軽量骨材となるときの前記生ペレットの性状に基づいて前記石炭灰を用いた人工軽量骨材の製造条件を求めることを特徴としている。
【０００９】
上記の構成によれば、同一の石炭灰性状パラメータおよび充填剤性状パラメータで構成された焼結ペレット性状予測式と生ペレット性状予測式とで焼結ペレットおよび生ペレットの性状がそれぞれ求められるため、焼結ペレットの性状を所望の人工軽量骨材としたきに、焼結ペレットになる前の中間段階の生ペレットの性状を求めることができる。これにより、この生ペレットの性状に基づいて製造条件を求めることができるため、試作や検査を行って製造条件を求める場合のような歩留りの低下やオペレータの負担を解消することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図１および図２に基づいて以下に説明する。
本実施の形態に係る人工軽量骨材の製造方法は、複数種の石炭を使用する発電所等の石炭燃焼施設から排出される石炭灰の性状等に基づいて生ペレットと焼結ペレットとの性状を求める性状予測装置と、この性状予測装置で得た生ペレットの性状等に基づいて決定された製造条件で焼結ペレットを製造する人工軽量骨材の製造設備とで実施される。
【００１１】
上記の性状予測装置は、マウスやキーボード等のデータ入力部と、ＣＲＴやＬＣＤ等の画面表示部と、各種のデータやペレット性状予測ルーチン等のプログラムを記録可能なハードディスク装置等の記録部と、メモリと、ペレット性状予測ルーチン等のプログラムを実行する演算部とを備えた例えばパーソナルコンピュータからなっている。この性状予測装置で実行されるペレット性状予測ルーチンは、図２に示すように、単味灰予測式と、パーライト添加予測式と、重油灰添加予測式と、下水汚泥焼却灰添加予測式と、流動床ボイラー灰・焼却灰添加予測式との５種類の予測式を備えており、これらの予測式に石炭灰性状パラメータや充填剤性状パラメータのデータを代入することによって、焼結ペレットおよび生ペレットの性状を算出可能になっている。
【００１２】
即ち、ペレット性状予測ルーチンは、石炭灰性状パラメータとして“平均粒径Ａ（μｍ）”と“１０μｍ未満の微粒子の重量％Ｂ”と“比表面積Ｃ（ｃｍ2 ）”と“真比重Ｄ”と“密充填嵩密度Ｅ（ｇ／ｃｃ）”と“アルカリ度Ｆ（％）”とを有していると共に、充填剤性状パラメータとして“パーライトの重量％Ｇ”と“重油灰の重量％Ｈ”と“焼却灰の重量％Ｉ”と“流動床ボイラー灰の重量％Ｊ”と“焼却灰の重量％Ｋ”とを有している。
【００１３】
そして、単味灰予測式は、焼結ペレットの性状を示す絶乾比重と吸水率（％）と原粉圧壊強度（Ｋｇ／Ｐ）と粗粉圧壊強度（Ｋｇ／Ｐ）とを下記の焼結ペレット性状予測式(1-1) 〜(1-4) に基づいてそれぞれ求めると共に、生ペレットの性状を示す含水率（％）を生ペレット性状予測式(1-5) で求めるようになっている。
【００１４】
【００１５】
また、パーライト添加予測式は、焼結ペレットの性状を示す絶乾比重と吸水率（％）と圧壊強度（Ｋｇ／Ｐ）とを下記の焼結ペレット性状予測式(2-1) 〜(2-3) に基づいてそれぞれ求めると共に、生ペレットの性状を示す含水率（％）と圧壊強度（Ｋｇ／Ｐ）と落下抵抗（回) と見掛比重とを生ペレット性状予測式(2-4) 〜(2-7) に基づいてそれぞれ求めるようになっている。
【００１６】
【００１７】
また、重油灰添加予測式は、焼結ペレットの性状を示す絶乾比重と吸水率（％）と圧壊強度（Ｋｇ／Ｐ）とを下記の焼結ペレット性状予測式(3-1) 〜(3-3) に基づいてそれぞれ求めると共に、生ペレットの性状を示す含水率（％）を生ペレット性状予測式(3-4) に基づいて求めるようになっている。
【００１８】
【００１９】
また、下水汚泥焼却灰添加予測式は、焼結ペレットの性状を示す絶乾比重と吸水率（％）と圧壊強度（Ｋｇ／Ｐ）とを下記の焼結ペレット性状予測式(4-1) 〜(4-3) に基づいてそれぞれ求めると共に、生ペレットの性状を示す含水率（％）を生ペレット性状予測式(4-4) に基づいて求めるようになっている。
【００２０】
【００２１】
また、流動床ボイラー灰・焼却灰添加予測式は、焼結ペレットの性状を示す絶乾比重と吸水率（％）と圧壊強度（(K) ｇ／Ｐ）とを下記の焼結ペレット性状予測式(5-1) 〜(5-3) に基づいてそれぞれ求めると共に、生ペレットの性状を示す含水率（％）と圧壊強度（(K) ｇ／Ｐ）と落下抵抗（回) と見掛比重とを生ペレット性状予測式(5-4) 〜(5-7) に基づいてそれぞれ求めるようになっている。
【００２２】
【００２３】
一方、人工軽量骨材の製造設備は、図１に示すように、石炭灰を風選により分級する分級機１１を備えている。分級機１１は、石炭灰の各粒子を回転させて各粒子に回転流による遠心力と空気流による抗力を与える回転体を備えており、粗粒子を遠心力により回転体の外周方向へ飛ばし、微粒子を空気とともに回転体の内周方向に送り込むことによって、両粒子を選別するように構成されている。そして、分級機１１は、石炭灰を粒径１０μｍ以下の微粒子の占める重量割合が所定値以下である粗粉と、その他の細粉とに分級するように、回転体の回転速度が任意に変更可能にされている。
【００２４】
ここで、石炭灰の分級に際して、粒径１０μｍ以下の微粒子に着目したのは、粗粉中の細粉が多いと、細粉が粗粉の間に入り込んで、空隙を埋めるからである。また、粒径１０μｍ以下の細粉の量が絶乾比重に大きな影響を及ぼし、粒径１０μｍを越える細粉の量を規定しても絶乾比重はそれほど変化しないからである。さらに、石炭灰を分級する際の分級効率は粒径１０μｍを越えると粗粉回収効率が低下し、細粉と粗粉とを分けられなくなるからである。特に石炭灰の場合、細粉はＪＩＳ灰として販売できるので、粗粉と細粉との選別比率は、５割±２割以内とするためには、粒径１０μｍ以下の微粒子で分ける必要がある。
【００２５】
上記のように石炭灰を分級する分級機１１は、微粒子を含む粗粉の送出口１１ａがペレット形成系４３の第１ホッパー１に連絡されている。ペレット形成系４３は、第１〜第５ホッパー１ａ〜１ｅと混練機５と解砕機６とベルトフィーダー７とパン型造粒機８とを上流側からこの順に備えている。第１ホッパー１ａは、分級機１１から送給された石炭灰を一時的に収容する。また、第２〜第５ホッパー１ｂ〜１ｅは、第１ホッパー１ａに並設されている。これらの第２〜第５ホッパー１ｂ〜１ｅは、重油灰と下水汚泥焼却灰と流動床ボイラー灰とパーライトとをそれぞれ充填剤として収容している。尚、充填剤とは、絶乾比重を低下させる材料を意味する。そして、これらの第１〜第５ホッパー１ａ〜１ｅは、下端部の供給口が相互に連絡されており、石炭灰や充填剤を任意の割合で混合し、この混合物を後段の混練機５に供給可能にされている。
【００２６】
ここで、重油灰や下水汚泥焼却灰、流動床ボイラー灰は、低比重剤として用いられるものである。低比重剤は、真比重または見掛比重が主原料である石炭灰よりも軽い物質あるいは燃焼して焼失する成分が含有されている全ての物質を用いることができる。普通の低比重剤には、もみがら、おがくず、シュートくず、バカス、石炭粒、コークス粒、木炭粒、木屑、破砕紙が知られている。
【００２７】
尚、低比重剤は、これらの低比重剤が入手の安定性に欠けること、および入手にコストが掛かることから、廃棄物として埋め立て処分される流動床ボイラー灰や下水汚泥焼却灰、建設泥土、重油灰のいずれか一つ以上であって残留炭素を含むものを有効利用することが好ましい。また、下水汚泥焼却灰は、下水処理場で発生する汚泥物を燃焼した際に発生する残留物であり、建設泥土は、建設および土木工事で発生する土砂を主体とする廃棄物である。流動床ボイラー灰は、流動床ボイラーで燃焼された石炭の残留物であり、重油灰は重油を燃焼した際に発生する残留物である。特に流動床ボイラー灰はそれ単独では軽量骨材にならず、石炭灰より残留炭素が多いことから、石炭灰を混ぜて絶乾比重を下げるのに適している。ただし、石炭灰１００重量部に混ぜる流動床ボイラー灰等の廃棄物系低比重剤は、４０重量部を限度として混合する。４０重量部を越えると、圧潰強度の低下によって焼結時の歩止まり率が悪化するとともに、絶乾比重の低下が少なくなるからである。
【００２８】
また、上述のパーライトは、発泡化剤として用いられるものである。発泡化剤には、パーライトの他、シラスやゼオライト等の発泡性を有する鉱物および石膏の少なくとも何れか１つ以上を用いることができる。シラス、パーライト、ゼオライトは天然に産する鉱物であり、石膏は工業製品または脱硫工程で発生する何れを用いてもよい。尚、発泡化剤は、上記材料に限定されるものではなく、８００℃以上の高温域において発泡性を発現するものであればよい。但し、石炭灰に混ぜる発泡化剤は、石炭灰または石炭灰と低比重剤の１００重量部に対して２０重量部を限度とする。２０重量部を越えても、絶乾比重の低下が認められなくなるからである。
【００２９】
上記のような各種の添加剤や石炭灰を収容した第１〜第５ホッパー１ａ〜１ｅの後段には、混練機５が配設されている。混練機５は、石炭灰や石炭灰と充填剤との混合物に水５’を加えて混練するように構成されている。そして、混練機５は、混合物を解砕する解砕機６に連絡されており、解砕機６は、ベルトフィーダー７を介してパン型造粒機８に連絡されている。パン型造粒機８は、解砕機６からの混合物を所定粒径の生ペレット６５として形成するように設定されている。
【００３０】
上記のパン型造粒機８は、火格子を用いる自燃焼結式の直線型移動焼成機１２に連絡されている。直線型移動焼成機１２は、乾燥−着火−焼結−冷却処理を連続運転により行うことによって、パン型造粒機８から供給された生ペレット６５を焼結するように構成されている。
【００３１】
即ち、焼成機１２は、水平方向（図中矢印Ａ）に移動する無端状の火格子２１と、この火格子２１の上方に設けられた乾燥・予熱炉２２、着火炉２３および焼結・保熱炉２４と、各炉２２・２３・２４に高熱空気を送り込む熱風管２８と、焼結・保熱炉２４の下流側に設けられた冷却ゾーン２９とを備えている。また、火格子２１の下方には、上端が火格子２１に向かって開口されたウインドボックス２５が設けられており、このウインドボックス２５の下端は、排気ダクト２６を通してブロアー２７の吸い込み側に連結されている。そして、このように構成された直線型移動焼成機１２の後段には、焼成機１２で生成された生ペレット６５の焼結体を導出するシュート３０と、焼結体を分離するクラッシャ３１と、分離された焼結体を所定形状の製品ペレットにふるい分ける篩機３２とがこの順に配設されている。
【００３２】
上記の構成において、人工軽量骨材の製造方法を説明する。
先ず、石炭灰を用いて人工軽量骨材を製造する前に、所望の人工軽量骨材となる最適な製造条件が性状予測装置を用いて求められる。
【００３３】
即ち、図２に示すように、ペレット性状予測ルーチンを実行している性状予測装置に対して、予測式に用いられる石炭灰性状パラメータとして“石炭灰の平均粒径”と“１０μｍ未満の微粒子の重量％”と“比表面積”と“真比重”と“密充填嵩密度”と“アルカリ度”との各データが入力される（Ｓ１）。
【００３４】
次いで、石炭灰のみで人工軽量骨材を製造するのか、石炭性と充填剤とを混合して製造するのかがオペレータにより決定され、石炭灰のみで製造するのであれば、単味灰予測式が選択される。また、石炭性と充填剤との混合であって、充填剤にパーライトを用いる場合には、パーライト添加予測式が選択される。同様に、充填剤の種類により重油灰添加予測式や下水汚泥焼却灰添加予測式、流動床ボイラー灰・焼却灰添加予測式が選択される（Ｓ２）。
【００３５】
上記のようにして予測式が選択されると、単味灰予測式以外の予測式が選択されたのであれば、さらに、各予測式に対応した充填剤性状パラメータである“パーライトの重量％”や“重油灰の重量％”、“焼却灰の重量％”、“流動床ボイラー灰の重量％”、“焼却灰の重量％”のデータが入力される（Ｓ３）。そして、選択された予測式に石炭灰性状パラメータおよび充填剤性状パラメータのデータが代入されることによって、焼結ペレットの絶乾比重等の性状と、生ペレットの含水率等の性状とが求められて画面表示される（Ｓ４）。この後、画面表示された焼結ペレットの性状がオペレータにより確認され、充填剤性状パラメータのデータを変更するか否かがオペレータにより判断される（Ｓ５）。変更する場合には（Ｓ５，ＹＥＳ）、Ｓ３が再実行され、充填剤性状パラメータのデータ入力が再び行われる。一方、充填剤性状パラメータのデータを変更しない場合には（Ｓ５，ＮＯ）、続いて石炭灰性状パラメータのデータを変更するか否かが判断される（Ｓ６）。そして、変更する場合には（Ｓ６，ＹＥＳ）、Ｓ２が再実行され、石炭灰性状パラメータのデータ入力が再び行われる。
【００３６】
一方、石炭灰性状パラメータのデータを変更しない場合には（Ｓ６，ＮＯ）、予測式を変更するか否かが判断される（Ｓ７）。予測式を変更する場合には（Ｓ７，ＹＥＳ）、Ｓ１が再実行され、予測式の選択が行われる。一方、予測式を変更しない場合には（Ｓ７，ＮＯ）、本ルーチンが終了される。
【００３７】
また、Ｓ２において、単味灰予測式が選択されたのであれば、単味灰予測式に石炭灰性状パラメータのデータが代入されることによって、焼結ペレットの絶乾比重等の性状と、生ペレットの含水率等の性状とが求められて画面表示される（Ｓ４）。この後、Ｓ６およびＳ７が実行され、上述と同様の動作により石炭灰性状パラメータのデータ変更や予測式の変更が可能にされた後、本ルーチンが終了される。
【００３８】
上記のようにして性状予測装置で所望の焼結ペレットの性状が得られると、この焼結ペレットと同時に算出された生ペレットの性状が確認される。そして、この生ペレットの性状に基づいて製造条件が求められ、図１の製造設備の運転動作が設定される。
【００３９】
製造設備に対する製造条件の設定が完了すると、図示しないピットに保管されていた上述の予測式の算出基礎である石炭灰が分級機１１に送給される。そして、分級機１１において、石炭灰が回転されることによって、石炭灰の各粒子に回転流による遠心力と空気流による抗力とが付与される。これにより、石炭灰の粗粒子が遠心力によって外周方向へ飛ばされる一方、石炭灰の微粒子が空気とともに内周方向に送り込まれることによって、石炭灰が選別される（分級工程）。そして、粒径１０μｍ以下の微粒子の占める重量割合が所定値以下となる粗粉である石炭灰が分級により得られると、送出口１１ａから後段の第１ホッパー１に送り込まれる。
【００４０】
次に、第１ホッパー１から石炭灰が混練機５に供給される。また、必要に応じて第２〜第５ホッパー１ｂ〜１ｅから充填剤が混練機５に送給される。そして、混練機５で水５’が注水されて石炭灰や充填剤が混練される。この混練物は、解砕機６において解砕され、ベルトフィーダー７により一定の供給量でパン型造粒機８に供給される。そして、パン型造粒機８において所定粒径の生ペレット６５とされた後、直線型移動焼成機１２に送給される（生ペレット形成工程）。
【００４１】
直線型移動焼成機１２に送給された生ペレット６５は、乾燥−着火−焼成−冷却処理を経て焼結が行われる。即ち、火格子２１の上に生ペレット６５が定量供給され、この生ペレット６５が火格子２１に伴って移動し、各炉２２，２３，２４を通過するときに、熱風管２８から高熱空気が供給され、これがブロアー２７により生ペレットの下方に向かって吸引される（図中矢印Ｂ）。尚、生ペレット６５の床用として焼結ペレットが敷かれる。そして、この高熱空気により焼結が行われる。詳しくは、乾燥・予熱炉２２により生ペレット６５の乾燥が行われ、次いで、着火炉２３で乾燥ペレット６５’中の未燃炭が着火する。更に、焼結・保熱炉２４により乾燥ペレット６５’中の未燃炭の燃焼が下方へ移行し、全体の焼結が完了し、焼結ペレット６５''が形成される（焼成工程）。
【００４２】
この後、焼結ペレット６５''が冷却ゾーン２９に搬送され、ブロアー２７の吸い込み空気の一部が焼結ペレット６５''の層中を下方（図中矢印Ｃ）に向かって通過されることによって、焼結ペレット６５''の冷却が行われる。冷却された焼結ペレット６５''のペレット塊は、シュート３０を経てクラッシャ３１に送り込まれて分離される。そして、分離された焼結ペレット６５''が篩機３２で所定形状の製品ペレットにふるい分けられ、絶乾比重が１．２５以下の人工軽量骨材とされる。
【００４３】
尚、本実施形態における各予測式の係数は、表１〜表５の試験結果に基づいて求めた。即ち、単味灰予測式は、表１に示すように、１７種類の石炭灰のサンプルについて実際に焼結ペレットを作成したときの石炭灰性状と生ペレット性状と焼結ペレット性状とを測定し、これらの測定データを重回帰して作成した。
【００４４】
【表１】
【００４５】
パーライト添加予測式は、表２に示すように、１４種類の石炭灰のサンプルについて実際に焼結ペレットを作成したときの石炭灰性状と生ペレット性状と焼結ペレット性状とを測定し、これらの測定データを重回帰して作成した。
【００４６】
【表２】
【００４７】
重油灰添加予測式は、表３に示すように、１１種類の石炭灰のサンプルについて実際に焼結ペレットを作成したときの石炭灰性状と生ペレット性状と焼結ペレット性状とを測定し、これらの測定データを重回帰して作成した。
【００４８】
【表３】
【００４９】
重油灰添加予測式は、表４に示すように、１２種類の石炭灰のサンプルについて実際に焼結ペレットを作成したときの石炭灰性状と生ペレット性状と焼結ペレット性状とを測定し、これらの測定データを重回帰して作成した。
【００５０】
【表４】
【００５１】
流動床ボイラー灰・焼却灰添加予測式は、表５に示すように、８種類の石炭灰のサンプルについて実際に焼結ペレットを作成したときにの石炭灰性状と生ペレット性状と焼結ペレット性状とを測定し、これらの測定データを重回帰して作成した。
【００５２】
【表５】
【００５３】
【発明の効果】
請求項１の発明は、石炭灰を分級して、粒径１０μｍ以下の微粒子を含む粗粉とし、該粗粉を造粒して生ペレットを形成した後、該生ペレットを焼成して焼結ペレットを形成することによって、所望の人工軽量骨材を製造する人工軽量骨材の製造方法であって、前記石炭灰の性状を示す石炭灰性状パラメータで構成された焼結ペレット性状予測式により前記焼結ペレットの性状を求めると共に、同一の石炭灰性状パラメータで構成された生ペレット性状予測式により前記生ペレットの性状を求め、前記焼結ペレットの性状が所望の人工軽量骨材となるときの前記生ペレットの性状に基づいて前記石炭灰を用いた人工軽量骨材の製造条件を求める構成である。
【００５４】
上記の構成によれば、同一の石炭灰性状パラメータで構成された焼結ペレット性状予測式と生ペレット性状予測式とで焼結ペレットおよび生ペレットの性状がそれぞれ求められるため、焼結ペレットの性状を所望の人工軽量骨材としたきに、焼結ペレットになる前の中間段階の生ペレットの性状を求めることができる。これにより、この生ペレットの性状に基づいて製造条件を求めることができるため、試作や検査を行って製造条件を求める場合のような歩留りの低下やオペレータの負担を解消することができるという効果を奏する。
【００５５】
請求項２の発明は、石炭灰を分級して、粒径１０μｍ以下の微粒子を含む粗粉とし、該粗粉と充填剤とを混合および造粒して生ペレットを形成した後、該生ペレットを焼成して焼結ペレットを形成することによって、所望の人工軽量骨材を製造する人工軽量骨材の製造方法であって、前記石炭灰の性状を示す石炭灰性状パラメータと、前記充填剤の性状を示す充填剤性状パラメータとで構成された焼結ペレット性状予測式により前記焼結ペレットの性状を求めると共に、同一の石炭灰性状パラメータと充填剤性状パラメータとで構成された生ペレット性状予測式により前記生ペレットの性状を求め、前記焼結ペレットの性状が所望の人工軽量骨材となるときの前記生ペレットの性状に基づいて前記石炭灰を用いた人工軽量骨材の製造条件を求める構成である。
【００５６】
上記の構成によれば、同一の石炭灰性状パラメータおよび充填剤性状パラメータで構成された焼結ペレット性状予測式と生ペレット性状予測式とで焼結ペレットおよび生ペレットの性状がそれぞれ求められるため、焼結ペレットの性状を所望の人工軽量骨材としたきに、焼結ペレットになる前の中間段階の生ペレットの性状を求めることができる。これにより、この生ペレットの性状に基づいて製造条件を求めることができるため、試作や検査を行って製造条件を求める場合のような歩留りの低下やオペレータの負担を解消することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】人工軽量骨材の製造設備の工程図である。
【図２】ペレット性状予測ルーチンのフローチャートである。
【符号の説明】
１ａ〜１ｅ 第１〜第５ホッパー
５ 混練機
６ 解砕機
７ ベルトフィーダー
８ パン型造粒機
１１ 分級機
１２ 直線型移動焼成機
４３ ペレット形成系
６５ 生ペレット
【発明の属する技術分野】
本発明は、石炭灰から軽量コンクリートの骨材に適用される人工軽量骨材の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
石炭焚ボイラから排出される石炭灰の有効利用技術の一つとして軽量コンクリートの骨材に適用される人工軽量骨材がある。この石炭灰を利用した人工軽量骨材は、ＪＩＳ−Ａ５００２に規定されており、例えば軽量化の指標となる絶乾比重は、Ｍ種で１．０〜１．５に設定されている。
【０００３】
従って、従来、石炭灰から人工軽量骨材を製造する場合には、発電所等から石炭灰を受け入れたときに、この石炭灰の平均粒径や比表面積、真比重、アルカリ度等の石炭灰性状を分析し、分析結果に基づいて規格内の人工軽量骨材となるように製造条件を求める。そして、受け入れた石炭灰や性状的に類似しているダミー灰を準備し、これらの石炭灰やダミー灰を用いてベンチテストやパイロットテストを実施することによって、中間製品の生ペレットおよび最終製品の焼結ペレットを試作する。この後、生ペレットおよび焼結ペレットをそれぞれ検査し、焼結ペレットが人工軽量骨材として所望の性状を備えていなければ、生ペレットの性状等に基づいて製造条件を見直して再び焼結ペレットの試作および検査を行う。そして、このような試行錯誤を繰り返しながら所望の焼結ペレットとなる最適な製造条件を求めた後、この製造条件下で人工軽量骨材の製造を開始するようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のように、石炭灰を用いて人工軽量骨材の試作と検査とを繰り返して製造条件を求める方法では、最適な製造条件を得るまでに多量の石炭灰を必要とする場合が多いため、歩留りの低下による製造コストの上昇を招来し易いという問題がある。また、このような試作や検査は、オペレータにとって負担になっており、特に、石炭灰を受け入れてから早期に人工軽量骨材の製造を開始しようとしたときに大きな負担となる。
【０００５】
従って、本発明は、試作や検査を行わなくても石炭灰の性状に基づいて最適な製造条件を求めることができる人工軽量骨材の製造方法を提供するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１の発明は、石炭灰を分級して、粒径１０μｍ以下の微粒子を含む粗粉とし、該粗粉を造粒して生ペレットを形成した後、該生ペレットを焼成して焼結ペレットを形成することによって、所望の人工軽量骨材を製造する人工軽量骨材の製造方法であって、前記石炭灰の性状を示す石炭灰性状パラメータで構成された焼結ペレット性状予測式により前記焼結ペレットの性状を求めると共に、同一の石炭灰性状パラメータで構成された生ペレット性状予測式により前記生ペレットの性状を求め、前記焼結ペレットの性状が所望の人工軽量骨材となるときの前記生ペレットの性状に基づいて前記石炭灰を用いた人工軽量骨材の製造条件を求めることを特徴としている。
【０００７】
上記の構成によれば、同一の石炭灰性状パラメータで構成された焼結ペレット性状予測式と生ペレット性状予測式とで焼結ペレットおよび生ペレットの性状がそれぞれ求められるため、焼結ペレットの性状を所望の人工軽量骨材としたきに、焼結ペレットになる前の中間段階の生ペレットの性状を求めることができる。これにより、この生ペレットの性状に基づいて製造条件を求めることができるため、試作や検査を行って製造条件を求める場合のような歩留りの低下やオペレータの負担を解消することができる。
【０００８】
請求項２の発明は、石炭灰を分級して、粒径１０μｍ以下の微粒子を含む粗粉とし、該粗粉と充填剤とを混合および造粒して生ペレットを形成した後、該生ペレットを焼成して焼結ペレットを形成することによって、所望の人工軽量骨材を製造する人工軽量骨材の製造方法であって、前記石炭灰の性状を示す石炭灰性状パラメータと、前記充填剤の性状を示す充填剤性状パラメータとで構成された焼結ペレット性状予測式により前記焼結ペレットの性状を求めると共に、同一の石炭灰性状パラメータと充填剤性状パラメータとで構成された生ペレット性状予測式により前記生ペレットの性状を求め、前記焼結ペレットの性状が所望の人工軽量骨材となるときの前記生ペレットの性状に基づいて前記石炭灰を用いた人工軽量骨材の製造条件を求めることを特徴としている。
【０００９】
上記の構成によれば、同一の石炭灰性状パラメータおよび充填剤性状パラメータで構成された焼結ペレット性状予測式と生ペレット性状予測式とで焼結ペレットおよび生ペレットの性状がそれぞれ求められるため、焼結ペレットの性状を所望の人工軽量骨材としたきに、焼結ペレットになる前の中間段階の生ペレットの性状を求めることができる。これにより、この生ペレットの性状に基づいて製造条件を求めることができるため、試作や検査を行って製造条件を求める場合のような歩留りの低下やオペレータの負担を解消することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図１および図２に基づいて以下に説明する。
本実施の形態に係る人工軽量骨材の製造方法は、複数種の石炭を使用する発電所等の石炭燃焼施設から排出される石炭灰の性状等に基づいて生ペレットと焼結ペレットとの性状を求める性状予測装置と、この性状予測装置で得た生ペレットの性状等に基づいて決定された製造条件で焼結ペレットを製造する人工軽量骨材の製造設備とで実施される。
【００１１】
上記の性状予測装置は、マウスやキーボード等のデータ入力部と、ＣＲＴやＬＣＤ等の画面表示部と、各種のデータやペレット性状予測ルーチン等のプログラムを記録可能なハードディスク装置等の記録部と、メモリと、ペレット性状予測ルーチン等のプログラムを実行する演算部とを備えた例えばパーソナルコンピュータからなっている。この性状予測装置で実行されるペレット性状予測ルーチンは、図２に示すように、単味灰予測式と、パーライト添加予測式と、重油灰添加予測式と、下水汚泥焼却灰添加予測式と、流動床ボイラー灰・焼却灰添加予測式との５種類の予測式を備えており、これらの予測式に石炭灰性状パラメータや充填剤性状パラメータのデータを代入することによって、焼結ペレットおよび生ペレットの性状を算出可能になっている。
【００１２】
即ち、ペレット性状予測ルーチンは、石炭灰性状パラメータとして“平均粒径Ａ（μｍ）”と“１０μｍ未満の微粒子の重量％Ｂ”と“比表面積Ｃ（ｃｍ2 ）”と“真比重Ｄ”と“密充填嵩密度Ｅ（ｇ／ｃｃ）”と“アルカリ度Ｆ（％）”とを有していると共に、充填剤性状パラメータとして“パーライトの重量％Ｇ”と“重油灰の重量％Ｈ”と“焼却灰の重量％Ｉ”と“流動床ボイラー灰の重量％Ｊ”と“焼却灰の重量％Ｋ”とを有している。
【００１３】
そして、単味灰予測式は、焼結ペレットの性状を示す絶乾比重と吸水率（％）と原粉圧壊強度（Ｋｇ／Ｐ）と粗粉圧壊強度（Ｋｇ／Ｐ）とを下記の焼結ペレット性状予測式(1-1) 〜(1-4) に基づいてそれぞれ求めると共に、生ペレットの性状を示す含水率（％）を生ペレット性状予測式(1-5) で求めるようになっている。
【００１４】
また、パーライト添加予測式は、焼結ペレットの性状を示す絶乾比重と吸水率（％）と圧壊強度（Ｋｇ／Ｐ）とを下記の焼結ペレット性状予測式(2-1) 〜(2-3) に基づいてそれぞれ求めると共に、生ペレットの性状を示す含水率（％）と圧壊強度（Ｋｇ／Ｐ）と落下抵抗（回) と見掛比重とを生ペレット性状予測式(2-4) 〜(2-7) に基づいてそれぞれ求めるようになっている。
【００１６】
また、重油灰添加予測式は、焼結ペレットの性状を示す絶乾比重と吸水率（％）と圧壊強度（Ｋｇ／Ｐ）とを下記の焼結ペレット性状予測式(3-1) 〜(3-3) に基づいてそれぞれ求めると共に、生ペレットの性状を示す含水率（％）を生ペレット性状予測式(3-4) に基づいて求めるようになっている。
【００１８】
また、下水汚泥焼却灰添加予測式は、焼結ペレットの性状を示す絶乾比重と吸水率（％）と圧壊強度（Ｋｇ／Ｐ）とを下記の焼結ペレット性状予測式(4-1) 〜(4-3) に基づいてそれぞれ求めると共に、生ペレットの性状を示す含水率（％）を生ペレット性状予測式(4-4) に基づいて求めるようになっている。
【００２０】
また、流動床ボイラー灰・焼却灰添加予測式は、焼結ペレットの性状を示す絶乾比重と吸水率（％）と圧壊強度（(K) ｇ／Ｐ）とを下記の焼結ペレット性状予測式(5-1) 〜(5-3) に基づいてそれぞれ求めると共に、生ペレットの性状を示す含水率（％）と圧壊強度（(K) ｇ／Ｐ）と落下抵抗（回) と見掛比重とを生ペレット性状予測式(5-4) 〜(5-7) に基づいてそれぞれ求めるようになっている。
【００２２】
一方、人工軽量骨材の製造設備は、図１に示すように、石炭灰を風選により分級する分級機１１を備えている。分級機１１は、石炭灰の各粒子を回転させて各粒子に回転流による遠心力と空気流による抗力を与える回転体を備えており、粗粒子を遠心力により回転体の外周方向へ飛ばし、微粒子を空気とともに回転体の内周方向に送り込むことによって、両粒子を選別するように構成されている。そして、分級機１１は、石炭灰を粒径１０μｍ以下の微粒子の占める重量割合が所定値以下である粗粉と、その他の細粉とに分級するように、回転体の回転速度が任意に変更可能にされている。
【００２４】
ここで、石炭灰の分級に際して、粒径１０μｍ以下の微粒子に着目したのは、粗粉中の細粉が多いと、細粉が粗粉の間に入り込んで、空隙を埋めるからである。また、粒径１０μｍ以下の細粉の量が絶乾比重に大きな影響を及ぼし、粒径１０μｍを越える細粉の量を規定しても絶乾比重はそれほど変化しないからである。さらに、石炭灰を分級する際の分級効率は粒径１０μｍを越えると粗粉回収効率が低下し、細粉と粗粉とを分けられなくなるからである。特に石炭灰の場合、細粉はＪＩＳ灰として販売できるので、粗粉と細粉との選別比率は、５割±２割以内とするためには、粒径１０μｍ以下の微粒子で分ける必要がある。
【００２５】
上記のように石炭灰を分級する分級機１１は、微粒子を含む粗粉の送出口１１ａがペレット形成系４３の第１ホッパー１に連絡されている。ペレット形成系４３は、第１〜第５ホッパー１ａ〜１ｅと混練機５と解砕機６とベルトフィーダー７とパン型造粒機８とを上流側からこの順に備えている。第１ホッパー１ａは、分級機１１から送給された石炭灰を一時的に収容する。また、第２〜第５ホッパー１ｂ〜１ｅは、第１ホッパー１ａに並設されている。これらの第２〜第５ホッパー１ｂ〜１ｅは、重油灰と下水汚泥焼却灰と流動床ボイラー灰とパーライトとをそれぞれ充填剤として収容している。尚、充填剤とは、絶乾比重を低下させる材料を意味する。そして、これらの第１〜第５ホッパー１ａ〜１ｅは、下端部の供給口が相互に連絡されており、石炭灰や充填剤を任意の割合で混合し、この混合物を後段の混練機５に供給可能にされている。
【００２６】
ここで、重油灰や下水汚泥焼却灰、流動床ボイラー灰は、低比重剤として用いられるものである。低比重剤は、真比重または見掛比重が主原料である石炭灰よりも軽い物質あるいは燃焼して焼失する成分が含有されている全ての物質を用いることができる。普通の低比重剤には、もみがら、おがくず、シュートくず、バカス、石炭粒、コークス粒、木炭粒、木屑、破砕紙が知られている。
【００２７】
尚、低比重剤は、これらの低比重剤が入手の安定性に欠けること、および入手にコストが掛かることから、廃棄物として埋め立て処分される流動床ボイラー灰や下水汚泥焼却灰、建設泥土、重油灰のいずれか一つ以上であって残留炭素を含むものを有効利用することが好ましい。また、下水汚泥焼却灰は、下水処理場で発生する汚泥物を燃焼した際に発生する残留物であり、建設泥土は、建設および土木工事で発生する土砂を主体とする廃棄物である。流動床ボイラー灰は、流動床ボイラーで燃焼された石炭の残留物であり、重油灰は重油を燃焼した際に発生する残留物である。特に流動床ボイラー灰はそれ単独では軽量骨材にならず、石炭灰より残留炭素が多いことから、石炭灰を混ぜて絶乾比重を下げるのに適している。ただし、石炭灰１００重量部に混ぜる流動床ボイラー灰等の廃棄物系低比重剤は、４０重量部を限度として混合する。４０重量部を越えると、圧潰強度の低下によって焼結時の歩止まり率が悪化するとともに、絶乾比重の低下が少なくなるからである。
【００２８】
また、上述のパーライトは、発泡化剤として用いられるものである。発泡化剤には、パーライトの他、シラスやゼオライト等の発泡性を有する鉱物および石膏の少なくとも何れか１つ以上を用いることができる。シラス、パーライト、ゼオライトは天然に産する鉱物であり、石膏は工業製品または脱硫工程で発生する何れを用いてもよい。尚、発泡化剤は、上記材料に限定されるものではなく、８００℃以上の高温域において発泡性を発現するものであればよい。但し、石炭灰に混ぜる発泡化剤は、石炭灰または石炭灰と低比重剤の１００重量部に対して２０重量部を限度とする。２０重量部を越えても、絶乾比重の低下が認められなくなるからである。
【００２９】
上記のような各種の添加剤や石炭灰を収容した第１〜第５ホッパー１ａ〜１ｅの後段には、混練機５が配設されている。混練機５は、石炭灰や石炭灰と充填剤との混合物に水５’を加えて混練するように構成されている。そして、混練機５は、混合物を解砕する解砕機６に連絡されており、解砕機６は、ベルトフィーダー７を介してパン型造粒機８に連絡されている。パン型造粒機８は、解砕機６からの混合物を所定粒径の生ペレット６５として形成するように設定されている。
【００３０】
上記のパン型造粒機８は、火格子を用いる自燃焼結式の直線型移動焼成機１２に連絡されている。直線型移動焼成機１２は、乾燥−着火−焼結−冷却処理を連続運転により行うことによって、パン型造粒機８から供給された生ペレット６５を焼結するように構成されている。
【００３１】
即ち、焼成機１２は、水平方向（図中矢印Ａ）に移動する無端状の火格子２１と、この火格子２１の上方に設けられた乾燥・予熱炉２２、着火炉２３および焼結・保熱炉２４と、各炉２２・２３・２４に高熱空気を送り込む熱風管２８と、焼結・保熱炉２４の下流側に設けられた冷却ゾーン２９とを備えている。また、火格子２１の下方には、上端が火格子２１に向かって開口されたウインドボックス２５が設けられており、このウインドボックス２５の下端は、排気ダクト２６を通してブロアー２７の吸い込み側に連結されている。そして、このように構成された直線型移動焼成機１２の後段には、焼成機１２で生成された生ペレット６５の焼結体を導出するシュート３０と、焼結体を分離するクラッシャ３１と、分離された焼結体を所定形状の製品ペレットにふるい分ける篩機３２とがこの順に配設されている。
【００３２】
上記の構成において、人工軽量骨材の製造方法を説明する。
先ず、石炭灰を用いて人工軽量骨材を製造する前に、所望の人工軽量骨材となる最適な製造条件が性状予測装置を用いて求められる。
【００３３】
即ち、図２に示すように、ペレット性状予測ルーチンを実行している性状予測装置に対して、予測式に用いられる石炭灰性状パラメータとして“石炭灰の平均粒径”と“１０μｍ未満の微粒子の重量％”と“比表面積”と“真比重”と“密充填嵩密度”と“アルカリ度”との各データが入力される（Ｓ１）。
【００３４】
次いで、石炭灰のみで人工軽量骨材を製造するのか、石炭性と充填剤とを混合して製造するのかがオペレータにより決定され、石炭灰のみで製造するのであれば、単味灰予測式が選択される。また、石炭性と充填剤との混合であって、充填剤にパーライトを用いる場合には、パーライト添加予測式が選択される。同様に、充填剤の種類により重油灰添加予測式や下水汚泥焼却灰添加予測式、流動床ボイラー灰・焼却灰添加予測式が選択される（Ｓ２）。
【００３５】
上記のようにして予測式が選択されると、単味灰予測式以外の予測式が選択されたのであれば、さらに、各予測式に対応した充填剤性状パラメータである“パーライトの重量％”や“重油灰の重量％”、“焼却灰の重量％”、“流動床ボイラー灰の重量％”、“焼却灰の重量％”のデータが入力される（Ｓ３）。そして、選択された予測式に石炭灰性状パラメータおよび充填剤性状パラメータのデータが代入されることによって、焼結ペレットの絶乾比重等の性状と、生ペレットの含水率等の性状とが求められて画面表示される（Ｓ４）。この後、画面表示された焼結ペレットの性状がオペレータにより確認され、充填剤性状パラメータのデータを変更するか否かがオペレータにより判断される（Ｓ５）。変更する場合には（Ｓ５，ＹＥＳ）、Ｓ３が再実行され、充填剤性状パラメータのデータ入力が再び行われる。一方、充填剤性状パラメータのデータを変更しない場合には（Ｓ５，ＮＯ）、続いて石炭灰性状パラメータのデータを変更するか否かが判断される（Ｓ６）。そして、変更する場合には（Ｓ６，ＹＥＳ）、Ｓ２が再実行され、石炭灰性状パラメータのデータ入力が再び行われる。
【００３６】
一方、石炭灰性状パラメータのデータを変更しない場合には（Ｓ６，ＮＯ）、予測式を変更するか否かが判断される（Ｓ７）。予測式を変更する場合には（Ｓ７，ＹＥＳ）、Ｓ１が再実行され、予測式の選択が行われる。一方、予測式を変更しない場合には（Ｓ７，ＮＯ）、本ルーチンが終了される。
【００３７】
また、Ｓ２において、単味灰予測式が選択されたのであれば、単味灰予測式に石炭灰性状パラメータのデータが代入されることによって、焼結ペレットの絶乾比重等の性状と、生ペレットの含水率等の性状とが求められて画面表示される（Ｓ４）。この後、Ｓ６およびＳ７が実行され、上述と同様の動作により石炭灰性状パラメータのデータ変更や予測式の変更が可能にされた後、本ルーチンが終了される。
【００３８】
上記のようにして性状予測装置で所望の焼結ペレットの性状が得られると、この焼結ペレットと同時に算出された生ペレットの性状が確認される。そして、この生ペレットの性状に基づいて製造条件が求められ、図１の製造設備の運転動作が設定される。
【００３９】
製造設備に対する製造条件の設定が完了すると、図示しないピットに保管されていた上述の予測式の算出基礎である石炭灰が分級機１１に送給される。そして、分級機１１において、石炭灰が回転されることによって、石炭灰の各粒子に回転流による遠心力と空気流による抗力とが付与される。これにより、石炭灰の粗粒子が遠心力によって外周方向へ飛ばされる一方、石炭灰の微粒子が空気とともに内周方向に送り込まれることによって、石炭灰が選別される（分級工程）。そして、粒径１０μｍ以下の微粒子の占める重量割合が所定値以下となる粗粉である石炭灰が分級により得られると、送出口１１ａから後段の第１ホッパー１に送り込まれる。
【００４０】
次に、第１ホッパー１から石炭灰が混練機５に供給される。また、必要に応じて第２〜第５ホッパー１ｂ〜１ｅから充填剤が混練機５に送給される。そして、混練機５で水５’が注水されて石炭灰や充填剤が混練される。この混練物は、解砕機６において解砕され、ベルトフィーダー７により一定の供給量でパン型造粒機８に供給される。そして、パン型造粒機８において所定粒径の生ペレット６５とされた後、直線型移動焼成機１２に送給される（生ペレット形成工程）。
【００４１】
直線型移動焼成機１２に送給された生ペレット６５は、乾燥−着火−焼成−冷却処理を経て焼結が行われる。即ち、火格子２１の上に生ペレット６５が定量供給され、この生ペレット６５が火格子２１に伴って移動し、各炉２２，２３，２４を通過するときに、熱風管２８から高熱空気が供給され、これがブロアー２７により生ペレットの下方に向かって吸引される（図中矢印Ｂ）。尚、生ペレット６５の床用として焼結ペレットが敷かれる。そして、この高熱空気により焼結が行われる。詳しくは、乾燥・予熱炉２２により生ペレット６５の乾燥が行われ、次いで、着火炉２３で乾燥ペレット６５’中の未燃炭が着火する。更に、焼結・保熱炉２４により乾燥ペレット６５’中の未燃炭の燃焼が下方へ移行し、全体の焼結が完了し、焼結ペレット６５''が形成される（焼成工程）。
【００４２】
この後、焼結ペレット６５''が冷却ゾーン２９に搬送され、ブロアー２７の吸い込み空気の一部が焼結ペレット６５''の層中を下方（図中矢印Ｃ）に向かって通過されることによって、焼結ペレット６５''の冷却が行われる。冷却された焼結ペレット６５''のペレット塊は、シュート３０を経てクラッシャ３１に送り込まれて分離される。そして、分離された焼結ペレット６５''が篩機３２で所定形状の製品ペレットにふるい分けられ、絶乾比重が１．２５以下の人工軽量骨材とされる。
【００４３】
尚、本実施形態における各予測式の係数は、表１〜表５の試験結果に基づいて求めた。即ち、単味灰予測式は、表１に示すように、１７種類の石炭灰のサンプルについて実際に焼結ペレットを作成したときの石炭灰性状と生ペレット性状と焼結ペレット性状とを測定し、これらの測定データを重回帰して作成した。
【００４４】
【表１】
パーライト添加予測式は、表２に示すように、１４種類の石炭灰のサンプルについて実際に焼結ペレットを作成したときの石炭灰性状と生ペレット性状と焼結ペレット性状とを測定し、これらの測定データを重回帰して作成した。
【００４６】
【表２】
重油灰添加予測式は、表３に示すように、１１種類の石炭灰のサンプルについて実際に焼結ペレットを作成したときの石炭灰性状と生ペレット性状と焼結ペレット性状とを測定し、これらの測定データを重回帰して作成した。
【００４８】
【表３】
重油灰添加予測式は、表４に示すように、１２種類の石炭灰のサンプルについて実際に焼結ペレットを作成したときの石炭灰性状と生ペレット性状と焼結ペレット性状とを測定し、これらの測定データを重回帰して作成した。
【００５０】
【表４】
流動床ボイラー灰・焼却灰添加予測式は、表５に示すように、８種類の石炭灰のサンプルについて実際に焼結ペレットを作成したときにの石炭灰性状と生ペレット性状と焼結ペレット性状とを測定し、これらの測定データを重回帰して作成した。
【００５２】
【表５】
【発明の効果】
請求項１の発明は、石炭灰を分級して、粒径１０μｍ以下の微粒子を含む粗粉とし、該粗粉を造粒して生ペレットを形成した後、該生ペレットを焼成して焼結ペレットを形成することによって、所望の人工軽量骨材を製造する人工軽量骨材の製造方法であって、前記石炭灰の性状を示す石炭灰性状パラメータで構成された焼結ペレット性状予測式により前記焼結ペレットの性状を求めると共に、同一の石炭灰性状パラメータで構成された生ペレット性状予測式により前記生ペレットの性状を求め、前記焼結ペレットの性状が所望の人工軽量骨材となるときの前記生ペレットの性状に基づいて前記石炭灰を用いた人工軽量骨材の製造条件を求める構成である。
【００５４】
上記の構成によれば、同一の石炭灰性状パラメータで構成された焼結ペレット性状予測式と生ペレット性状予測式とで焼結ペレットおよび生ペレットの性状がそれぞれ求められるため、焼結ペレットの性状を所望の人工軽量骨材としたきに、焼結ペレットになる前の中間段階の生ペレットの性状を求めることができる。これにより、この生ペレットの性状に基づいて製造条件を求めることができるため、試作や検査を行って製造条件を求める場合のような歩留りの低下やオペレータの負担を解消することができるという効果を奏する。
【００５５】
請求項２の発明は、石炭灰を分級して、粒径１０μｍ以下の微粒子を含む粗粉とし、該粗粉と充填剤とを混合および造粒して生ペレットを形成した後、該生ペレットを焼成して焼結ペレットを形成することによって、所望の人工軽量骨材を製造する人工軽量骨材の製造方法であって、前記石炭灰の性状を示す石炭灰性状パラメータと、前記充填剤の性状を示す充填剤性状パラメータとで構成された焼結ペレット性状予測式により前記焼結ペレットの性状を求めると共に、同一の石炭灰性状パラメータと充填剤性状パラメータとで構成された生ペレット性状予測式により前記生ペレットの性状を求め、前記焼結ペレットの性状が所望の人工軽量骨材となるときの前記生ペレットの性状に基づいて前記石炭灰を用いた人工軽量骨材の製造条件を求める構成である。
【００５６】
上記の構成によれば、同一の石炭灰性状パラメータおよび充填剤性状パラメータで構成された焼結ペレット性状予測式と生ペレット性状予測式とで焼結ペレットおよび生ペレットの性状がそれぞれ求められるため、焼結ペレットの性状を所望の人工軽量骨材としたきに、焼結ペレットになる前の中間段階の生ペレットの性状を求めることができる。これにより、この生ペレットの性状に基づいて製造条件を求めることができるため、試作や検査を行って製造条件を求める場合のような歩留りの低下やオペレータの負担を解消することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】人工軽量骨材の製造設備の工程図である。
【図２】ペレット性状予測ルーチンのフローチャートである。
【符号の説明】
１ａ〜１ｅ 第１〜第５ホッパー
５ 混練機
６ 解砕機
７ ベルトフィーダー
８ パン型造粒機
１１ 分級機
１２ 直線型移動焼成機
４３ ペレット形成系
６５ 生ペレット
Claims (2)
- 石炭灰を分級して、粒径１０μｍ以下の微粒子を含む粗粉とし、該粗粉を造粒して生ペレットを形成した後、該生ペレットを焼成して焼結ペレットを形成することによって、絶乾比重が１．２５以下の人工軽量骨材を製造する人工軽量骨材の製造方法であって、
目的変数を前記焼結ペレットの性状とし、説明変数を前記石炭灰の性状とする焼結ペレット性状予測式と、目的変数を前記生ペレットの性状とし、説明変数を前記石炭灰の性状とする生ペレット性状予測式とを用いて、人工軽量骨材の絶乾比重が１．２５以下となる前記焼結ペレットを得るための前記生ペレットの性状を求め、
求められた前記生ペレットの性状に基づいて前記生ペレットを形成するものであり、
前記石炭灰の性状は、平均粒径、平均粒径が１０μｍ未満の微粒子の重量パーセント、比表面積、真比重、蜜充填嵩密度、及び、アルカリ度を含み、
前記焼結ペレットの性状は、絶乾比重、吸水率、原粉圧壊強度、及び、粗粉圧壊強度を含み、
前記生ペレットの性状は、含水率を含み、
前記焼結ペレット性状予測式は、前記石炭灰の性状と前記焼結ペレットの性状との実測値から重回帰分析で得られた近似式であり、
前記生ペレット性状予測式は、前記石炭灰の性状と前記生ペレットの性状との実測値から重回帰分析で得られた近似式であることを特徴とする人工軽量骨材の製造方法。 - 石炭灰を分級して、粒径１０μｍ以下の微粒子を含む粗粉とし、該粗粉と充填剤とを混合および造粒して生ペレットを形成した後、該生ペレットを焼成して焼結ペレットを形成することによって、絶乾比重が１．２５以下の人工軽量骨材を製造する人工軽量骨材の製造方法であって、
目的変数を前記焼結ペレットの性状とし、説明変数を前記石炭灰の性状及び前記充填剤の性状とする焼結ペレット性状予測式と、目的変数を前記生ペレットの性状とし、説明変数を前記石炭灰の性状及び前記充填剤の性状とする生ペレット性状予測式とを用いて、人工軽量骨材の絶乾比重が１．２５以下となる前記焼結ペレットを得るための前記生ペレットの性状を求め、
求められた前記生ペレットの性状に基づいて前記生ペレットを形成するものであり、
前記石炭灰の性状は、平均粒径、平均粒径が１０μｍ未満の微粒子の重量パーセント、比表面積、真比重、蜜充填嵩密度、及び、アルカリ度を含み、
前記充填剤の性状は、重量パーセントを含み、
前記焼結ペレットの性状は、絶乾比重、吸水率、及び、圧壊強度を含み、
前記生ペレットの性状は、含水率を含み、
前記焼結ペレット性状予測式は、前記石炭灰の性状と前記充填剤の性状と前記焼結ペレットの性状との実測値から重回帰分析で得られた近似式であり、
前記生ペレット性状予測式は、前記石炭灰の性状と前記充填剤の性状と前記生ペレットの性状との実測値から重回帰分析で得られた近似式であることを特徴とする人工軽量骨材の製造方法。
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