JPH02192441A - セメントの製造方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、高強度を発現できると共に水密性。

アルカリ骨材反応抑制にすぐれる高品位のセメントの製
造方法に関する。

〔従来の技術〕

従来のセメントの製造方法を第４図によって説明する。

原料貯蔵場４に貯蔵された原料としての石灰石１、粘±
２及び酸化第二鉄等の鉱滓３は、原料乾燥場５で乾燥さ
れた後、原料粉砕機奏で粉砕され、エアーセパレータ８
内で分別された上原料サイロ及びブレンディングサイロ
７へ送られて混合され、同サイロ毎から石炭乾燥粉砕機
１１で処理された石炭１１によって加熱されるサスベン
ジ１ンプレヒータを経てロータリーキルン１０へ送られ
て半溶融状態で焼成され、同ロータリーキルン１０に付
設された冷却機で処理されてクリンカとなり、更に貯蔵
場１３において石こう１２が加えられる。

このクリンカと石こうの混合物は仕上げ粉砕機１４によ
って粉砕されてセメントサイロ１５に収容され、製品セ
メント１６として使用される。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記の従来の方法によって製造されたセメントは、その
粒度が１〜１００μ渦（平均１０〜２０μｍ）のために
、高強度発現、水密性向上及びアルカリ骨材反応抑制の
ためには混和材を必要とし、かつ使用される混和材によ
って施工要領が異るという問題点があった。

本発明は、以上のような従来の方法によるセメントのも
つ問題点を解決することができるセメントの製造方法を
提供しようとするものである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、石灰、シリカ、アルミナ及び酸化第二鉄を粉
砕混合し、半溶融状態で焼成して得られたクリンカを石
こうと共に仕上げ粉砕して製品セメントを製造するセメ
ントの製造方法において、シリカを含む原料の一部なシ
リカの沸点以上に高温加熱してシリカ蒸気を発生させた
上冷却して非結晶質のシリカ超微粒とし、上記仕上げ粉
砕された材料に上記非結晶質のシリカ超微粒を混入する
ことを特徴とする。

〔作　用〕

本発明では、シリカを含む原料の一部をシリカの沸点以
上に加熱してシリカ蒸気を発生させた上冷却ガスを吹込
む等の手段によって冷却することによって、シリカ蒸気
が凝固して非結晶質のシリカの超微粒が得られる。

このシリカ超微粒を仕上げ粉砕処理後のクリンカと石こ
うの混合物に混入することによって、非結晶質のシリカ
の超微粒を含んだセメントが得られる。

このようにして製造されたセメントは、非結晶質シリカ
のもつ高反応性によって、高強度が発現されると共にア
ルカリ骨材反応抑制の機能を有する。また非結晶質シリ
カの超微粒を混入することによって、高強度と高水密性
が発現され、また、施工工程で混和材の混入を必要とし
ない。

〔実施例〕

本発明の第１の実施例を第１図及び第２図によって説明
する。

第１図に示すように、石灰の原料としての石灰石１．シ
リカの原料としての粘土２．アルミナ及び酸化第二鉄の
原料としての鉱滓３は、それぞれの原料貯蔵場４に貯蔵
された上、それぞれの原料乾燥場５で乾燥され、原料粉
砕機６で粉砕された上、エアーセノぞレータ８で分別さ
れて原料サイロ７′に貯蔵される。同原料サイロ７′に
おいて各原料混合割合を調整後、原料はエアブレンディ
ングサイロ７“ヲ経て、サスベンジ目ンプレヒータヲモ
つロータリーキルン１０で半溶融状態で焼成された上こ
れに付設された冷却機によって冷却されてクリンカとな
り、貯蔵場１３に貯蔵され同貯蔵場１３で石こう１２が
クリンカに混入される。このクリンカと石こうの混合物
は、仕上げ粉砕機１４で仕上げ粉砕されてセメントサイ
ロ１５へ送られた上、部品セメントとなる。なお、石炭
９は石灰乾燥粉砕機１１を経て、燃料としてロータリー
キルン１０へ供給すれる。

本実施例では、上記シリカ原料としての粘土の一部を高
温処理部乙によって処理する。即ち、原料サイロ７′を
出た粘土の一部をシリカ原料２′としてｏ２又は０２富
化空気設備をもつ高温処理炉孔に供給して、同炉孔内で
シリカの沸点以上に加熱してシリカ蒸気を発生させた上
冷却用ガスによって冷却し、超微粒回収装置２１で捕集
することによって、粒径０．３μｍ以下の非結晶質のシ
リカ超微粒が得られると共に、処理炉（９）内で非結晶
質のシリカスラグが得られる。この非結晶質のシリカス
ラグ１７は、仕上げ粉砕機１４の前でクリンカと石こう
の混合物に混入されて、仕上げ粉砕され、また上記粒径
０１３μｍ以下の非結晶質のシリカ超微粒ρは、仕上げ
粉砕機１４を出た材料に混入されてセメントサイロ１５
へ送られる。

また、超微粒回収装置２１を出た処理炉孔の排気ガスは
、ロータリーキルン１０へ吹込まれ、その排熱が回収さ
れる。

なお、ロータリーキルン１０には、例えば３００〜３５
０℃の熱風を吹き込み石炭の燃焼によって内部温度を１
４００〜１５００℃とし、平均粒径３０薗以下のクリン
カ原料が得られ、これを仕上げ粉砕機で粉砕して平均粒
径４０μ毒程度のクリンカ、石こ５及び非結晶質シリカ
スラグの混合物が得られる。

上記高温処理部ｎにおける高温処理炉孔及び超微粒回収
装置部において、第２図によって以下説明する。

上記の粘土の一部のシリカ原料２′を０２又は０□富化
空気設備１９からの酸素又は酸素富化空気Ｃで搬送して
、パイプ３１より高温処理炉孔に吹込み、パイプ３１を
囲んだマニホールド３２からグロノ１ンガス燃料Ａを吹
込んで、水冷ジャケットで造られた処理炉孔においてＳ
ｘＯ□の沸点（２２３０℃）以上の約２５００℃の温度
で燃焼させる。

処理炉９内では火炎りを形成して高温の燃焼が起り、粘
土中のＳｉＯ□を主体とする鉱物物質の蒸気Ｅとなって
、燃焼ガスと共に炉外ダク）４０へ導かれる。このとき
処理炉孔の内壁では粘土中の不蒸発分（Ａｆｉ２０３．
　ＣａＯ等）である鉱物物質及び沸点に達しない一部の
３１０□が溶融付着して断熱層あを形成し、炉内の高温
を保持する。このとき不蒸発分は溶融して炉壁に沿って
落下し、非結晶質のシリカスラグ１７となって下部の水
槽あの冷水■によって冷却破砕され小片１７′となって
取出し口３９より取出され、上記のように仕上げ粉砕機
１４の前方（上流側）へ送られ、クリンカと石こうの混
合物に混入される。

一方、ＳｔＯ□を主体とする蒸気Ｅを含んだ燃焼ガスは
炉出口部に設けられた冷却空気ノズル４１より吹出され
る空気Ｆと混合し、その温度が一挙に４００℃まで低下
する。

このように冷却された燃焼ガスＧでは鉱物物質蒸気が固
化し、このとき超微粒子であるＳｉＯ□を主体とする非
結晶質のヒ、−ムＨが生成される。

このヒユームＨを含む燃焼ガスＧはダクト４０の後部に
設けられた超微粒回収装置ｎのバグフィルタ材に導びか
れ、ヒ為−ムＨは非結晶質のシリカの超微粒ｎとして捕
集されて、回転式バルジ４５によって取出され、上記の
ように仕上げ粉砕機１４を出た材料に混入される。ヒユ
ームＨを除かれた燃焼ガスは排気ダクト３７を通ってフ
ァン父によってロータリーキルン１０へ供給される。

実Ｍ結果テ＆！　Ｓｉｎ□：　６６　ｇ、　Ａｌ２Ｏ３
：　１３．９　％ｅ　ソの他Ｆｏ２’ｓ　、ＯａＯ２Ｍ
ｇＣ）などを含む粘土から、ＳｉＯ２を主成分とする平
均粒径０．３μｍ以下の非結晶質シリカ超微粒を生成す
ることができ、また、５１０２：５３．９％、Ａｆｉ□
０３：　３１．２％、　Ｆｅ２Ｏ３：　７．９％、　　
ソｔＤ他Ｃａｂ、　ＭｇＯからなる非結晶質シリカスラ
グを得ることができた。

本実施例では、以上説明したように、シリカ原料として
の粘土の一部を高温処理部乙によって処理して、高温処
理部ｎで発生する非結晶質のシリカスラグを仕上げ粉砕
機１４でクリンカと石こうの混合物と共に平均粒径４０
μ鴨程度に粉砕した上、同高温処理部乙で得られた０、
３μｍ以下の粒径の非結晶質のシリカの超微粒を混入す
ることによって、含有される非結晶質シリカ成分が高い
セメントが得られる。非結晶質シリカは高反応性を有し
ているために、高強度が発現されると共に、アルカリ骨
材反応抑制の機能をセメントに付与することができる。

また、製造されたセメント中には、非結晶質シリカの超
微粒が混入されており、製造されたセメントにおいては
高強度と高水密性が発現され、またセメントの施工工程
で混和材を混入する必要がなくなる。

また更に、高温処理炉孔で発生しシリカ超微粒子が分離
された高温の排気ガス１８をロータリーキルン１０へ導
入して熱回収することによって、製造＝ストを下げるこ
とができる。

本発明の第二の実施例を第３図によって説明する。

本実施例では、石灰石１．粘±２及び鉱滓３が、共通の
原料貯蔵場４．原料乾燥機５．原料粉砕機６、エアーセ
パレータ８を経て原料サイＩ：１７′へ供給され、原料
サイロ７′から出る石灰石、粘土及び鉱滓３の一部がシ
リカ原料２′として、第一の実施例におけると同様の高
温処理部ｎへ供給され、残部がエアブレンディングサイ
ロ７“を経てロータリーキルン１０に供給される外は、
第一実施例と異るとエイ謂い。

なお、第３図において、第１図のものに対応する部分は
同一の符号が付せられている。

本実施例においても、第一の実施例と同様に、粒径α３
μ惧以下の非結晶質のシリカの超微粒ｎと非結晶質のク
リカスラグ１７が高温処理炉孔及び超それぞれ仕上げ粉
砕機１４の後方及び前方においてクリンカと石こうの混
合物中に混入される。

本実施例も、上記第一の実施例と同様の作用及び効果が
奏せられる。

なお、本発明で用いられる装置は、上記各実施例のもの
に限られることがないことはいう迄もな〜１゜ 〔発明の効果〕 以上説明したように、本発明により、高強度が発現でき
、高水密性及びアルカリ骨材反応抑制作用をもつ高品位
のセメントを製造元で製造することができると共に施工
現場での混和材の調合、調整の必要がなくなり、統一さ
れた施工法が可能となる。これにより、施工コストが下
がるとともに、施工要領のばらつきによるコンクリート
等の強度ばらつき、及び性能の発揮が抑制される等の問
題を解決することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第一の実施例のプロセス７０−図、第
２図は同実施例における高温処理部の概略図、第３図は
本発明の第二の実施例のプロセスフロー図、第４図は従
来のセメント製造方法のプロセスフロー図である。 ｌ・・・石灰石、　　２・・・粘土、２′・・・シリカ
原料。 ３・・・鉱滓、１０・・・ロータリーキルン、１２・・
・石こう。 １４・・・仕上げ粉砕機、１６・・・製品セメント。 １７・・・非結晶質シリカス２グ、　　　１８・・・排
気ガス。 １９・・・０２又はｏ２富化空気設備、２０・・・高温
処理炉。 ４・・・超微粒回収装置、２２・・・非結晶シリカ超微
粒。 る・・・高温処理部、３２・・・マニホールド、３８・
・・水槽。 ４１・・・冷却空気ノズル、４４・・・バグフィルタ。 代理人　　弁理士　坂　間　　　暁 外２名

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 石灰、シリカ、アルミナ及び酸化第二鉄を粉砕混合し、
   半溶融状態で焼成して得られたクリンカを石こうと共に
   仕上げ粉砕して製品セメントを製造するセメントの製造
   方法において、シリカを含む原料の一部をシリカの沸点
   以上に高温加熱してシリカ蒸気を発生させた上冷却して
   非結晶質のシリカ超微粒とし、上記仕上げ粉砕された材
   料に上記非結晶質シリカ超微粒を混入することを特徴と
   するセメントの製造方法。