JPH0442843A - セメントの製造方法およびセメント製造装置 - 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」 この発明は、セメントクリンカーの冷却方法を改良して
優れたセメントを製造し得るようにしたセメントの製造
方法とその製造装置に関する。

［従来の技術ｊ 従来、セメントとして例えばポルトランドセメントを製
造するには、原料を粉砕しサスペンションプレヒーター
に供給して予熱し、さらにこれをロータリーキルンで焼
成し、その後クーラーにて得られたセメントクリンカ−
を空気で急冷する。

そして、冷却したセメントクリンカ−に石膏粉末を添加
し、さらにこれをチューブミルなどにより再度微粉砕し
て所望する粒度のセメントを得る。

すなわち、このようなセメントの製造方法においては、
焼成後のセメントクリンカ−を冷却する場合、上述した
ごとくクーラーより単に空気を送ってこれに接触させ、
セメントタリン力−を急冷しているのである。

「発明が解決しようとする課題」 ところで、このようにして急冷されて得られたセメント
クリンカ−にあっては、例えばエアークエンチングクー
ラーにより冷却されて得られたセメントクリンカーの場
合、その大きさが通常、平均粒径で数ＩＱｃｚ〜数ＣＩ
Ｉ＋となる。しかし、冷却後のセメントタリン力−を所
望する粒度に調整するため、これらクリンカーをチュー
ブミルなどに投入するには、通常一定量上（例えば数Ｃ
１＋以下）の粒径のものを予め粗粉砕し、一定量下の粒
径に揃えなければならない。したがって、上述した方法
では、チューブミルなどに投入するに先立ち、冷却後の
セメントクリンカーを一旦粗粉砕しなければならず、製
造工程が複雑となり連続生産が困難であるといった不都
合がある。

このような不都合を解決するため、チューブミルの内部
を２室に分割し、前室で粗粉砕を行い、後室で細かい粉
砕を行うといったことが行われており、連続生産につい
ては一応解決されているものの、依然工程が複雑であり
、またこのように粉砕して得られたセメントクリンカ−
にあっては、粉砕により角張った形状となることから、
粒子間の摩擦抵抗が大きくよってセメントと水とを混練
した際、流動性および充填性にやや劣るといった課題が
ある。

「課題を解決するための手段」 そこでこの発明における請求項１記載のセメントの製造
方法では、噴霧ガスをノズルより噴射させ、かつこの噴
霧ガスに溶融または半溶融状態のセメントクリンカーを
同伴させることによって該セメントクリンカーをノズル
より飛散せしめ、これにより該セメントクリンカ−を急
速冷却せしめて凝固させることを上記課題の解決手段と
した。

また、請求項２記載のセメント製造装置では、ロータリ
ーキルンまたは竪型窯にて溶融または半溶融した状態の
セメントクリンカ−を受け、これを溶融または半溶融状
態に保持する保持炉と、この保持炉に連通して上記セメ
ントクリンカ−を噴出するノズルと、該ノズル内に導か
れたセメントタリン力−を同伴しこれをノズル外に噴射
せしめて飛散冷却する噴射ガスと、該噴射ガスを噴射せ
しめる噴射手段とを具備してなることを上記課題の解決
手段とした。

請求項３記載のセメント製造装置では、請求項２記載の
セメント製造装置において、ノズルより噴出されたセメ
ントクリンカーおよび噴射ガスを受ける貯留室と、ロー
タリーキルンまたは竪型窯から保持炉への経路中に上記
貯留室より該貯留室中の排ガスを返送する返送路を設け
たことを上記課題の解決手段とした。

「作用」 この発明の請求項１記載のセメントの製造方法によれば
、溶融または半溶融状態のセメントクリンカ−を、噴霧
ガスに同伴させることによってノズルより飛散し、急速
冷却せしめることによって該セメントタリン力−を球形
粉末状に凝固せしめるので、噴霧ガスの流量や流速を制
御することによって得られるセメントクリンカ−を所望
する粒径（寸法）や球形度（形状）に制御することが可
能になる。

また、請求項２記載のセメント製造装置によれば、請求
項１記載の製造方法を好適に実施することかできる。

さらに、請求項３記載のセメント製造装置によれば、ノ
ズルからセメントクリンカ−とともに噴射され、これに
より溶融または半溶融状態のセメントクリンカ−と接触
して高温に加熱された噴霧ガスの一部が、返送路を通っ
て経路中に戻されるので、溶融状態または半溶融状態に
加熱されたセメントクリンカ−が、経路中で冷却されて
凝固するのが防止される。

「実施例」 第１図および第２図はこの発明における請求項２および
３記載の製造装置の一実施例を示す図であり、第１図に
おいて符号１はセメント製造装置である。このセメント
製造装置１（以下、製造装置１と略称する）は、ロータ
リーキルン２と、該ロータリーキルン２の排出口２ａ内
にて火炎を発生するバーナー３と、上記ロータリーキル
ン２からのセメントクリンカーを受けてこれを溶融また
は半溶融状態に保持する保持炉４と、保持炉４に連通す
るノズル５と、ノズル５に設けられた噴射手段６と、ノ
ズル５より噴出方向に設けられた貯留室７と、該貯留室
７に設けられかつ上記ロータリーキルン２より保持炉４
への経路８中に連通ずる返送管９から概略構成されたも
のである。

ロータリーキルン２は、原料粉末を予熱するサスペン／
ｇンブレヒーター（図示路）の下流側に配置されたもの
で、サスペンションプレヒーターで予熱仮焼された原料
粉末を焼成するためのものである。このロータリーキル
ン２の排出側にはバーナー３が配設されている。バーナ
ー３は、プロパン　ブタン、プロピレン、アセトン、水
素などの可燃ガスや、重油、軽油などの液体燃料または
石油、さらにはオイルコークスなどの固体燃料を燃料と
するもので、これら燃料と酸素あるいは空気などの支燃
性ガスとが供給されてその火口３ａから高温火炎を噴出
するものであり、その火口３ａと反対の側に燃料供給部
１０および支燃性ガス導入部１１をそれぞれ配設したも
のである。また、このバーナー３は、その火口３ａをロ
ータリーキルン２の排出口２ａに向け、これにより該排
出口２ａ内に火炎を発生するよう配置されたもので、ロ
ータリーキルン２から排出されたセメントクリンカ−を
その火炎により溶融状態または半溶融状態にするための
ものである。

保持炉４は、ロータリーキルン２から溶融状態または半
溶融状態にて導出されたセメントクリンカーを収容し、
かつこのセメントクリンカ−を溶融状態または半溶融状
態に保持するためのものであり、高周波加熱手段や電気
的加熱手段などを備えたことによって炉内を１０００〜
１６００°Ｃ程度に保持することが可能なものである。

この保持炉４には、その底部に炉内側から底面側に貫通
する導出孔１２が形成されている。

また、製造装置１には、上記保持炉４の導出孔１２に連
通してノズル５か設けられている。このノズル５は、第
２図に示すようにその中央部に導出孔１２と連通する溶
湯流路１３を形成し、かつ該溶湯流路１３の先端部を噴
出口１４としたもので、後述するように噴霧装置の作用
によって噴出口１４から溶融または半溶融セメントクリ
ンカ−を噴霧し、該セメントクリンカ−を急冷凝固せし
めるためのものである。ここで、ノズル５は、保持炉４
の底面に直接取り付けられたものでもよく、また溶湯流
管（図示せず）を介して間接的に設けられたものでもよ
い。また、導出孔１２に連通する溶湯流路１３は、保持
炉４に収容された溶融状態または半溶融状態のセメント
クリンカーをその自重による自然落下によって噴出せし
めるようにしたものでもよく、あるいは溶湯流路１３内
を加圧することになどによって該セメントクリンカ−を
強制的に噴出せしめるようにしたものでもよい。なお、
溶湯流管を介して間接的に設けた場合には、溶湯流管に
保温手段あるいは加熱手段を設け、セメントクリンカ−
の溶融または半溶融状態を保持するようにしなくてはな
らないのはもちろんである。また、このノズル５には、
噴霧ガスを導くための噴霧装置１５が設けられている。

この噴霧装置１５は、上記噴射手段６となるもので、第
１図に示すように加圧窒素や圧搾空気などの噴霧ガスを
供給する噴霧ガス＃１６と、該噴霧ガス源１６から供給
された噴霧ガスを噴霧する複数の噴霧ノズル１７（第２
図磐照）と、噴霧ノズル１７から噴出される噴霧ガスの
流量や流速を制御する制御部（図示せず）とからなるも
のである。噴霧ノズル１７　　は、その噴射口１８・が
溶湯流路１３の噴出口１４を出た延長線上の点Ｐに集中
するよう向けられたものであり、またこれら噴霧ノズル
１７はそれぞれ溶湯流路１３を中心として各々対向する
噴霧ノズル１７．１７の位置が点対称に配設されている
。制御部は、加圧ガスの流量を調整するためのニードル
バルブなどから構成されるもので、公知の流量調整手段
からなるものである。

また、上記保持炉４の下方には、ノズル５の噴出方向に
貯留室７が設けられている。この貯留室７は、ノズル５
より噴出されたセメントクリンカーおよび噴射ガスを受
けて急冷凝固されたセメントクリンカーを貯留し、かつ
これを図示略の貯槽に導（ためのもので、その側壁には
貯留室７内に連通して返送管（返送路）９が接続されて
いる。

返送管９は、その管路中に分離装置１９および送風ファ
ン２０を設けたもので、上記ロータリーキルン２から保
持炉４への経路８中に連通するよう配管されたものであ
り、送風ファン１９の作動により貯留室７内の排ガスを
吸引し、この排ガス中に同伴されたセメントタリン力−
を分離装置１９で分離した後、これを経路８中に返送す
るものである。ここで、分離装置１９にて排ガスより分
離されたセメントクリンカ−は、図示略の貯槽に導かれ
て貯留室７からのセメントクリンカ−に合流する。

次に、このような構成の製造装置１を用いたセメントク
リンカ−の製造方法に基づき、請求項１記載の方法を説
明する。

まず、ロータリーキルン２で焼成されたセメントクリン
カーを、その排出口２ａ内にてバーナー３の高温火炎中
に通過させ、溶融または半溶融状態にして保持炉４に送
給し、さらに該保持炉４内にてセメントクリンカ−を溶
融状態または半溶融状態に保持する。

次に、このセメントクリンカ−を、導出孔１２およびノ
ズル５の溶湯流路１３を通過させて噴出口１４より噴射
せしめる。また、これと同時に、噴出口１４より噴射さ
れる溶融セメントクリンカ−の流量および流速に対応さ
せて、セメントクリンカーが所望する寸法（粒径）・形
状（球形度）になるよう噴霧ノズル１７・・から噴射す
る噴霧ガスの流量や流速を制御しつつ、噴霧ガスを噴射
する。この場合に噴霧ガスの制御については、予め実験
などにより、その流量や流速とセメントクリンカ−の固
化およびその球状化との関係を調べ、その結果に基づい
て噴霧ガスの流量や流速を決定するのか好ましい。

このようにして噴霧ガスを噴射すると、噴出口１４から
噴射されるセメントクリンカーは、上記溶湯流路１３の
延長線上の点Ｐにてその周囲から噴霧ガスの噴射を受け
、これにより該噴霧ガスに同伴されて第２図中に示すよ
うに円錐状に飛散し、急速に冷却されて球形粉末状に凝
固する。すなわち、セメントクリンカ−は、噴霧ガスに
同伴されて飛散した際微小な液滴となり、さらに急速に
冷却されることによって凝固するとともに、その表面張
力によって球状化するのである。なお、凝固して得られ
る球状セメントクリンカーとしては、その形状、すなわ
ち球形度についてはより真球に近いものが流動性や充填
性の点で好ましく、またその寸法、すなわち粒径につい
てもやはり流動性や充填性の点から平均粒径１０〜５０
μ肩程度のものが好ましく、したがって上記した噴霧ガ
スの流量および流速の制御にあたってはこのような球形
度および粒径が得られるように制御するのが望ましい。

また、これらの操作を行うと同時に、送風ファン２０を
作動する。すると、ノズル５からセメントタリン力−と
ともに噴射され、これにより溶融または半溶融状態のセ
メントクリンカ−と接触して高温に加熱された噴霧ガス
の一部は、返送管９に吸引される。そして、該ガス中に
同伴したセメントクリンカ−を分離装置２０にて分離し
た後経路８中に戻される。したがって、バーナー３で溶
融状態または半溶融状態に加熱されたセメントクリンカ
ーは、保持炉４に収容される経路８で冷却されることな
く、上記高温に加熱された返送ガス（噴霧ガスの一部）
によって保温され、溶融状態または半溶融状態を保持し
たままで保持炉４内に導入される。

その後、得られたセメントクリンカーを貯留室７より導
出し、これに適宜量の石膏粉末を混合してセメントを得
る。

このような製造装置１にあっては、これを用いた製造方
法によって述べたごと（、噴霧ガスの流量や流速を制御
することにより、得られるセメントクリンカ−を所望す
る粒径（寸法）や球形度（形状）に制御することができ
る。また、得られた球状セメントクリンカーにあっては
、球形であることから粒子間の摩擦抵抗が少なく、よっ
て従来のセメントタリン力−に比べ流動性がよく、また
粒径コントロールにより充填性もよいものとなる。

さらに、バーナー３によって溶融または半溶融状態にさ
れたセメントクリンカ−が、返送ガスによって保温され
て保持炉４に導入されるため、保持炉４では一旦凝固し
たセメントクリンカーを再度溶融させる必要がなく、単
に溶融状態または半溶融状態を保持するだけでよいこと
から、保持炉４における熱消費量が少なく、したがって
全体のエネルギーコストの上昇を抑えることができる。

なお、上記実施例では、焼成したセメントクリンカ−を
導出する装置としてロータリーキルンを用いたが、これ
に代わって竪型窓を用いてもよい。

また、上記実施例においては、バーナー３の高温火炎に
よりセメントタリン力−を溶融または半溶融状態にした
が、本発明はこれに限定されることなく、バーナー３に
代わって他の加熱手段を用い、セメントクリンカ−を溶
融または半溶融状態にしてもよい。

「発明の効果」 以上説明したようにこの発明における請求項１に記載し
たセメントの製造方法は、溶融または半溶融状態のセメ
ントクリンカ−を噴霧ガスに同伴させることによってノ
ズルより飛散し、急速冷却せしめて球形粉末状に凝固せ
しめるものであるから、噴霧ガスの流量や流速を制御す
ることにより、得られるセメントクリンカーを所望する
粒径に調整することかでき、よって従来において行った
冷却後の粉砕や分級の工程を不要にして生産性を高める
ことができる。また、噴霧ガスの流量や流速を制御する
ことにより、得られるセメントクリンカ−を所望する球
形度に調整することもできることから、粒子間の摩擦抵
抗が少なく、これにより従来のセメントに比べ流動性が
よ（、また粒径コントロールにより充填性もよくなる球
状セメントを製造することができる。

また、請求項２記載のセメント製造装置にあっては、上
記請求項１記載の製造方法を実施するのに好適であり、
またその使用により球状セメントを製造した場合、冷却
後の粉砕工程が不要となることから、セメントクリンカ
−を連続的にかつ大量に処理でき、よって球状の優れた
特性を有するセメントクリンカ−を低コストで製造する
ことができる。

請求項３記載のセメント製造装置にあっては、ノズルか
らセメントクリンカーとともに噴射され、これにより溶
融または半溶融状態のセメントクリンカ−と接触して高
温に加熱された噴霧ガスの一部を、返送路から経路中に
戻すことができるようにしたので、溶融状態または半溶
融状態に加熱されたセメントクリンカ−が経路中で冷却
されて凝固するのを防止することができ、よって保持炉
における熱消費量を少なくして全体のエネルギーコスト
の上昇を抑え、生産コストの低減を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図はこの発明における請求項２および
３記載のセメント製造装置の一実施例を示す図であって
、第１図は製造装置の概略構成図、第２図はノズルの概
略構成を示す側断面図である。 １　・・セメント製造装置、 ２・　・ロータリーキルン、４・・・・保持炉、５・・
・ノズル、６−・噴射手段、７・・・・・貯留室、８　
　経路、９−返送管、１５−・・噴霧装置。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）噴霧ガスをノズルより噴射させ、かつこの噴霧ガ
   スに溶融または半溶融状態のセメントクリンカーを同伴
   させることによって該セメントクリンカーをノズルより
   飛散せしめ、これにより該セメントクリンカーを急速冷
   却せしめて凝固させることを特徴とするセメントの製造
   方法。
2. （２）ロータリーキルンまたは竪型窯を具備してなるセ
   メント製造装置において、 ロータリーキルンまたは竪型窯にて溶融または半溶融し
   た状態のセメントクリンカーを受け、これを溶融または
   半溶融状態に保持する保持炉と、この保持炉に連通して
   上記セメントクリンカーを噴出するノズルと、該ノズル
   内に導かれたセメントクリンカーを同伴しこれをノズル
   外に噴射せしめて飛散冷却する噴射ガスと、該噴射ガス
   を噴射せしめる噴射手段とを具備してなることを特徴と
   するセメント製造装置。
3. （３）請求項２記載のセメント製造装置において、ノズ
   ルより噴出されたセメントクリンカーおよび噴射ガスを
   受ける貯留室と、ロータリーキルンまたは竪型窯から保
   持炉への経路中に上記貯留室より該貯留室内の排ガスを
   返送する返送路を設けたことを特徴とするセメント製造
   装置。