JPH05412A - みかげ石等の石材の切断に用いる研磨鉱泥の洗浄及び組成のコントロール方法とその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 みかげ石等の石材の切断において、設定値よ
り大きな粒径の金属粒子と小さな粒径の金属粒子を石材
のダストと共に含む研磨鉱泥を洗浄しかつその組成を最
適な条件にコントロールする。 【構成】 所定体積の研磨鉱泥の重量を測定する工程
と、所定体積の研磨鉱泥を液体中に沈澱させて、設定値
より大きな粒径の金属粒子を収集する工程と、収集され
た金属粒子の重量を測定する工程と、研磨鉱泥中の大き
な粒径の金属粒子の濃度と研磨鉱泥の比重を計算する工
程と、大きな粒径の金属粒子を再循環させる工程と、大
きな粒径の金属粒子の濃度データと研磨鉱泥の比重デー
タにもとづき、新規の金属粒子の補充と、研磨鉱泥中の
研磨粒子の洗浄を制御する工程とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はみかげ石等の石材の切断
に用いる研磨鉱泥(abrasive pulps)の洗浄及び組成のコ
ントロール方法に関するものである。

【０００２】又本発明は上記方法を実施するための装置
に関するものである。

【０００３】

【従来の技術】みかげ石等の石材ブロックは、単一また
は複数の切削刃を備えた切削機によって切断されている
が、その切削研磨剤としては主として鉄粒子をベースに
した研磨混合物が使用されている。そしてこの研磨混合
物は、水との混合の懸濁液の状態で、切削刃の往復動に
よって石材ブロックに形成される溝を、たえまなく循環
している。切削刃の動きに伴った研磨混合物の研磨作用
により石材ブロックが徐々に切断されていく。循環中の
研磨鉱泥は、次第に被切断物のダストや消耗された鉄粉
の含有量が増大し、ついにはきめこまかくなりすぎて、
効果的に切断作業を続行できなくなる。新規の金属粒子
(metalic grit)の粒径は通常およそ１ｍｍであるが、粒
径が０．３ｍｍ程度よりもきめこまかい金属粒子（金属
ダスト）は消耗されたものと判断される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】この種の研磨混合物の
使用の際の課題はふたつある。ひとつは、研磨鉱泥中に
おいて切断に有効な粒径の金属粒子の最適濃度を維持す
ることである。もうひとつは、消耗金属ダストと被切断
物から発生するダストを除去し、懸濁液中の金属粒子が
一定量存在するように、研磨鉱泥の比重を一定値に維持
することである。

【０００５】金属粒子の消耗量は被切断物の種類によっ
て異なるので、その補充量とその研磨鉱泥の濃度は従来
より経験と実験データにたよってきている。その結果、
研磨鉱泥の組成を最適なものとすることが困難で、金属
粒子の消耗率の増加や切断効率の低下を招いている。

【０００６】最近研磨鉱泥の洗浄は遠心洗浄機によりな
されることが一般となっている。しかし別の方法では、
磁石により金属粒子を分離し、次いで異なる粒径のもの
をメカニカルフィルタによって分別することが行われて
いる。更に別の方法では、圧力洗浄水の水流によって研
磨鉱泥を逆流洗浄することが行われている。研磨鉱泥を
取り扱う際に使用されているこれ等の方法や他のシステ
ムの主な不便さは、あまり信頼が置けない点にある。す
なわち、フィルタの詰まりや、洗浄水圧の変動や、遠心
洗浄機の洗浄選別能力に関しての精度の不十分さが、信
頼性に欠けるものとしている。従って、きめこまかい粒
子（≦０．３ｍｍ）をこれより大きな粒子から選別する
ことはかなり難しい。また従来の方法では、みかげ石等
の被切断物の種類によって、金属粒子の供給量を前もっ
て決めておかなければならず、また実際の消耗に対応し
た金属粒子の補充量を正確に決定することは不可能であ
った。

【０００７】本発明の目的は、既知の類似の方法による
不便さを解消した、みかげ石等の石材の切断に用いる研
磨鉱泥の洗浄及び組成のコントロール方法を提供するこ
とにある。

【０００８】特に本発明は、研磨鉱泥の比重の測定、及
び設定値より大きな粒径又は小さな粒径の金属粒子の研
磨鉱泥リットルあたりの重量の測定を可能にし、かつ研
磨鉱泥洗浄の自動的なコントロールと、推測によらず実
際の金属粒子の消耗量にもとづき、どの種類のみかげ石
等の石材に対しても最適な条件となる研磨鉱泥が得られ
るように新規の金属粒子を自動的に補充できるようにす
ることを目的とする。

【０００９】本発明のもうひとつの目的は、上記方法に
より機能する、みかげ石等の石材の切断に用いる研磨鉱
泥の洗浄及び組成のコントロールを行う装置を提供する
ことにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段とその作用】本発明による
研磨鉱泥の洗浄及び組成のコントロール方法において
は、先ず所定体積の研磨鉱泥の重量を計測し、次いで大
きな粒径の固体分離物を収集するために前記研磨鉱泥を
液中に沈澱させる。

【００１１】前記固体分離物はその重量を計測された
後、研磨鉱泥が循環している回路に配置した収集タンク
へと戻される。研磨鉱泥の重量データ及び体積データ
と、前記大きな粒径の固体分離物の重量データとから、
研磨鉱泥の比重と循環する金属鉱泥中における前記大き
な粒径の金属粒子の実際の濃度が決定される。前記比重
及び濃度を対応する最適の比重及び濃度と比較すること
により、金属粒子の補充量と洗浄回数が決定される。好
ましくは、前記比重、濃度及び補充量の計算はコンピュ
ータによって行われる。そしてこのコンピュータは、洗
浄回数のコントロールを行う上に、種々の運転操作の過
程を正確にコントロールし、ときどき補充される金属粒
子を計量する装置の動作をもコントロールする。

【００１２】本発明方法における特に好ましい実施例に
おいては、小さな粒径の固体分離物も収集され、研磨鉱
泥中の濃度を測定するためにその重量が測定される。そ
して小さな粒径の固体分離物はその全部または一部が排
出処分され、残りが再循環使用される。

【００１３】特に研磨鉱泥循環システムから抽出された
所定体積の研磨鉱泥の分離沈澱は、鉛直に配した筒状の
水収容容器内で行うと好適である。

【００１４】大きな粒径の固体分離物の重量の決定、場
合によってはこれに加えるに小さな粒径の固体分離物の
重量の決定は、前記固体分離物の一方又は他方を含む所
定体積の液体の重量を測ることによってなされると、好
都合である。

【００１５】この方法の信頼性は、研磨混合物中の異な
る性質をもつ粒子（特に大径粒子と小径粒子）を分離す
る原理が、重量と大小の粒子間にみられる流動抵抗の差
とにのみ基いているという事実によって保証される。何
故なら、金属粒子の沈澱の速さは、粒子の直径に概ね比
例し、鉄の１／３．５４の比重をもつみかげ石のダスト
は、沈澱の際にはるかに小さな直径の鉄粒子と同じ速さ
で沈澱するという現象が利用できるからである。従って
相当大きな粒径のみかげ石のダスト（例えば直径１ｍ
ｍ）さえも効果的に金属粒子から分離することができ
る。

【００１６】本発明の装置は、設定値より大きな粒径の
金属粒子を設定値より小さな粒径の金属粒子及びみかげ
石のダストから分離するための筒状の沈澱器を備えてい
る。

【００１７】この筒状の沈澱器は、洗浄液を満たすのに
適切なように形成され、また入口部分と排出口部分をも
ち、前者は循環中の研磨鉱泥を所定体積収集するための
第一容器と、後者は前記筒状の沈澱器の底に溜まった沈
澱物を収集するための第二容器と、それぞれ開閉可能な
通路を介して接続している。本発明はまた第一容器及び
第二容器に夫々付設され、夫々から排出される所定体積
の研磨鉱泥又は沈澱物の重量を夫々測る重量測定装置を
備えている。更に本発明は重量データから研磨鉱泥の比
重とその研磨鉱泥中の大きな粒径の固体分離物の濃度を
算出し、かつ操作手順のシーケンス制御、新規の金属粒
の補充及び洗浄回数の制御を行うコンピュータ制御手段
を備えている。

【００１８】本発明のみかげ石等の石材の切断に用いる
研磨鉱泥の洗浄及び組成のコントロール方法とその装置
の特徴と利点は、添付図面を参照しながらなされる、模
範的ではあるが限定的ではない実施例についての以下の
説明で明らかにされる。

【００１９】

【実施例】図１において、鉛直フレーム１上には漏斗形
の第一容器２が設置され、その底部は自動弁３を介して
鉛直状態に配した筒状の沈澱器４の入口部分と通じてお
り、この沈澱器４の排出部分は自動弁５を介して中継タ
ンク６とつながっている。

【００２０】中継タンク６は自動弁７を介して、漏斗形
の第二容器８と通じている。この第二容器８の底部は自
動弁９を介して、循環回路内の研磨鉱泥を収集する貯溜
部に連通する導管１０と、排出物処理装置または泥処理
装置につながっている導管１１とのいずれかに選択的に
接続するようになっている。第一容器２、第二容器８及
び中継タンク６は筒状の沈澱器４の鉛直軸線上に配置さ
れている。

【００２１】第一容器２は、研磨鉱泥の循環回路から延
びて来ていて、自動弁１３によって通路が開閉される収
集パイプ１２からの供給を受ける。第一容器２と第二容
器８はそれぞれロードセル１４、１５で重量測定される
ように配設されており、ロードセル１４は第一容器２中
に収集された所定体積の研磨鉱泥の重量を測定するため
に用いられ、ロードセル１５は第二容器８中に収集され
た沈澱物の重量を測定するために用いられる。

【００２２】本装置は洗浄液（特に水）の供給ライン１
６とつながっている。すなわち、第一容器２、沈澱器
４、中継タンク６、及び第二容器８がそれぞれ自動弁１
７、１８、１９、２０を介して洗浄水供給ライン１６に
つながっている。沈澱器４の底からある高さのところに
自動弁２２を備えた導管２１が接続されており、この導
管２１によって粒径の小さな固体粒子を含む液体を排出
物処理装置や泥処理装置に放流できるようにしている。

【００２３】コンピュータのプロセッサ２３は本発明装
置の操作手順を制御しており、命令信号を各種自動弁に
送ったり、ロードセル１４、１５からの重量データを受
け取ったりしている。自動弁１３の開放により、収集パ
イプ１２から第一容器２内へ研磨鉱泥が流入するが、そ
の流入時の液面の高さはレベルコントローラ２４によっ
て制御されている。第一容器２内で液面が設定高さに達
したとき、その液面高さの値が読まれて、前記プロセッ
サ２３に送られ、自動弁１３は閉じる。そしてロードセ
ル１４によって、第一容器２の内容物重量が測定され、
その測定値が前記プロセッサ２３に送られ、ここで収集
された研磨鉱泥の比重が計算される。一方、自動弁１８
の開放によって、沈澱器４内に水が流入し、この流入は
所定の高さに達っしたとレベルコントローラ２５が判断
するまで続けられる。その間、自動弁５は開き、自動弁
７は閉じている。つづいて自動弁３の開放が命令され、
第一容器２内の研磨鉱泥を沈澱器４内の水の中へと落下
させ、そこで大きな粒径の金属粒子が小さな粒径の粒子
から分離され、中継タンク６内に収集される。自動弁３
の開放後、所定時間がたったとき、自動弁５が閉じら
れ、細かくて軽い粒子が中継タンク６内に流入するのを
防ぐ。

【００２４】その後自動弁７が開放され、中継タンク６
内の金属粒子を第二容器８内に落下させる。そのおり第
二容器８内には自動弁２０の開放により水が供給され、
この水の供給は液面が所定の高さに達っしたとレベルコ
ントローラ２６が判断するまで続けられる。第二容器８
の内容物の重量はロードセル１５によって計測され、そ
の値はプロセッサ２３に送られ、研磨鉱泥リットルあた
りの大きな粒径の金属粒子の重量、すなわちその濃度
（ｇ／１）が算出される。計測が終わると、自動弁９が
開放され、計量された金属粒子は導管１０を通って循環
回路内の研磨鉱泥貯溜部に戻される。

【００２５】中継タンク６と第二容器８の洗浄は自動弁
１９、２０を一時的に開放することにより行われる。そ
の間弁２２もまた開放され、沈澱器４内の懸濁液が導管
２１を介して放出され、同時に粒径の小さな金属粒子が
沈澱器４の底に集められる。

【００２６】そこで新たに自動弁５を開放し、粒径の小
さな金属粒子を中継タンク６に流入させ、次いで自動弁
７の開放により第二容器８に送る。ここで、粒径の小さ
な金属粒子は、粒径の大きな金属粒子の場合と同様の方
法によって、ロードセル１５によってその重量を計測さ
れ、その測定値はプロセッサ２３に送られる。そしてこ
こで研磨鉱泥中の小さな粒径の金属粒子の濃度が算出さ
れる。

【００２７】この運転サイクルの最後において、自動弁
１７、１８、１９、２０が一時的に開放され、各容器や
各導管をすばやく洗浄する。そして洗浄水は導管１１を
通って排出物処理装置へ送られる。

【００２８】このようにして測定された大きな粒径及び
小さな粒径の金属粒子の実際の濃度は、それぞえ予め記
憶されている最適値と比較され、この比較の結果に基い
て、プロセッサ２３は循環中の研磨鉱泥へ補充する新規
の金属粒子の補充量を計量装置Ｄ（図示省略）に教え、
その補充を行わせる。また、小さな粒径の粒子は、導管
１０を介して循環回路内の研磨鉱泥貯溜部に戻される
か、または導管１１を介して循環回路から除去される。

【００２９】図２は、本発明装置のひとつの簡単な変形
例を示したものである。この変形例は粒径の小さな金属
粒子の濃度を直接測ったり、それを再循環させることが
できないものである。この変形例においては、大きな粒
径の金属粒子は沈澱器４の底に集まり、排出導管２１を
介して粒径の小さな金属粒子やみかげ石のダストを含む
懸濁液が沈澱器４の外へ排出された後、自動弁５の開放
により第二容器８内に直接流入させられ、すでに述べた
方法でその重量が測定される。大きな粒径の金属粒子の
好ましい分離は、研磨鉱泥の沈澱器４への流入タイミン
グと自動弁２２の開放のタイミングの調整によって得ら
れる。

【００３０】本発明方法に用いた実施例では、筒状の沈
澱器４として、直径０．３ｍ、高さ２．５ｍのものを採
用した。そして研磨鉱泥をその循環回路から４０リット
ル分取り入れ、第一容器２内の重量をロードセル１４を
用いて計測した結果、研磨鉱泥の比重は１，６５０ｇ／
ｌであった。第二容器８内の重量を計測した結果、取り
入れた研磨鉱泥中に、粒径０．３ｍｍ以上とみなされる
大粒径の金属粒子は２，４００ｇ存在し、粒径０．３ｍ
ｍ以下とみなされる小粒径の金属粒子は４，０００ｇ存
在することが明らかとなった。従って循環研磨鉱泥中の
大きな方の粒径の金属粒子の濃度は６０ｇ／ｌであり、
これはみかげ石の切断において許容できる数値であっ
た。なお小さな方の粒径の金属粒子の濃度は１００ｇ／
ｌであった。大小の粒径の分離物を夫々分析した結果、
小さな方の粒径の粒子中に１０％の大きな方の粒径の粒
子が混在し、大きな方の粒径の粒子中に１０％の小さな
粒径の粒子が混在していることが明らかとなった。大き
な方の粒径の金属粒子中からみかげ石のダストが完全に
洗浄除去されていることを考えると、上記の９０％の分
離率は好ましいものと考えられる。この分離率は、制御
プロセスの各種パラメータを最適なものにすることによ
り、更に改善され得る。

【００３１】上述の本発明の実施例においては、いずれ
も沈澱器４から放出される大きな粒径の金属粒子を含む
所定体積の液体の重量測定を行うようになっているが、
前記大きな粒径の金属粒子の重量測定は、水を機械的に
濾過し除去した後、直接行うことができることも明らか
である。また明らかなことに、第一容器２と第二容器８
の液面のコントロールは、測定器を使用することに代え
て、余剰流入液をオーバーフローさせることによっても
行うことができる。このオーバフロー法は前記容器２、
８についての重量測定の下で行われる。すなわち重量が
増えないようだと、それは余剰流入液がオーバフローし
始めたことを意味するので、液の供給を停止し、同時に
前記容器２、８についての最終重量を知ることができ
る。大小の粒径の固形分離物の重量も、ロードセルを使
用することに代えて、第二容器８内に堆積した粒子の高
さを読むことや、金属粒子の量に比例した磁場の強さの
変化を測定することによる間接的な方法によって測定す
ることができる。

【００３２】本発明のみかげ石等の石材の切断に用いる
研磨鉱泥の洗浄及び組成のコントロール方法とその装置
において、本発明自体の範囲を逸脱することがなけれ
ば、いかなる変形や修正も可能である。

【００３３】

【発明の効果】本発明によれば、研磨鉱泥の比重の測
定、及び設定値より大きな粒径の金属粒子（場合によっ
てはこれに加えて設定値より小さな粒径の金属粒子）の
研磨鉱泥中の濃度の測定を可能にし、研磨鉱泥洗浄の自
動的なコントロールと、推測によらず実際の金属粒子の
消耗量にもとづき、どの種類のみかげ石等の石材に対し
ても最適な条件となる研磨鉱泥が得られるように新規の
金属粒子を自動的に補充できる、みかげ石等の石材の切
断に用いる研磨鉱泥の洗浄及び組成のコントロール方法
とその装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に用いられる装置の正面図であ
る。

【図２】本発明の他の実施例に用いられる装置の正面図
である。

【符号の説明】

２ 第一容器 ４ 沈澱器 ６ 中継タンク ８ 第二容器 １４、１５ ロードセル １６ 洗浄液供給ライン ２１ 導管 ２４、２６ レベルコントローラ

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 設定値より大きな粒径の金属粒子と小さ
   な粒径の金属粒子を石材のダストと共に含む研磨鉱泥を
   洗浄しかつその組成をコントロールする方法において、
   所定体積の研磨鉱泥の重量を測定する工程と、前記所定
   体積の研磨鉱泥を液体中に沈澱させて、設定値より大き
   な粒径の金属粒子を収集する工程と、収集された前記金
   属粒子の重量を測定する工程と、前記研磨鉱泥の重量デ
   ータと前記大きな粒径の金属粒子の重量データから前記
   研磨鉱泥中の大きな粒径の金属粒子の濃度と研磨鉱泥の
   比重を計算する工程と、大きな粒径の金属粒子を再循環
   させる工程と、大きな粒径の金属粒子の濃度データと研
   磨鉱泥の比重データにもとづき、新規の金属粒子の補充
   と研磨鉱泥中の研磨粒子の洗浄を制御する工程とを備え
   たことを特徴とするみかげ石等の石材の切断に用いる研
   磨鉱泥の洗浄及び組成のコントロール方法。
2. 【請求項２】 設定値より小さな粒径の金属粒子が分離
   収集され、その重量が計測され、これによって循環して
   いる研磨鉱泥内の小さな粒径の金属粒子の濃度を推し量
   り、小さな粒径の金属粒子をその内の０から１００％の
   間のいずれかの量を再循環させる工程を付加的に備えた
   ことを特徴とする請求項１記載のみかげ石等の石材の切
   断に用いる研磨鉱泥の洗浄及び組成のコントロール方
   法。
3. 【請求項３】 所定体積の研磨鉱泥が水収容の筒状容器
   に供給されることを特徴とする請求項１、又は２記載の
   みかげ石等の石材の切断に用いる研磨鉱泥の洗浄及び組
   成のコントロール方法。
4. 【請求項４】 大きな粒径の金属粒子及び収集がなされ
   る場合における小さな粒径の金属粒子は水と共に収集さ
   れ、水を含んだ所定体積のものの重量が計測されること
   を特徴とする請求項１、２又は３記載のみかげ石等の石
   材の切断に用いる研磨鉱泥の洗浄及び組成のコントロー
   ル方法。
5. 【請求項５】 大きな粒径の金属粒子及び収集がなされ
   る場合における小さな粒径の金属粒子は、懸濁液中の水
   が濾過排出された後に、その重量が計測されることを特
   徴とする請求項１、２又は３記載のみかげ石等の石材の
   切断に用いる研磨鉱泥の洗浄及び組成のコントロール方
   法。
6. 【請求項６】 設定値より大きな粒径の金属粒子と小さ
   な金属粒子を石材のダストと共に含む研磨鉱泥を洗浄し
   かつその組成をコントロールする装置において、大きな
   粒径の金属粒子を小さな粒径の金属粒子及び石材のダス
   トから分離するための筒状の沈澱器４を有し、この沈澱
   器４は洗浄液が収容できると共に、その入口部分が循環
   回路中の研磨鉱泥を所定体積取入れるための第一容器２
   と接続通路の開閉が可能なように接続され、その排出部
   分が沈澱器４の底に溜まった沈澱物を受入れて収集する
   ための第二容器８と接続通路の開閉が可能なように接続
   されるように構成され、かつ第一容器２に付設されて前
   記所定体積の研磨鉱泥の重量を測定する重量測定手段１
   ４を備えると共に、第二容器８に付設されて第二容器８
   に収集された沈澱物の重量を測定する重量測定手段１５
   を備え、更に前記重量データから前記研磨鉱泥の比重
   と、研磨鉱泥中の大きな粒径の金属粒子の濃度を計算す
   ると共に、一連の操作手続と新規の金属粒子の補充と、
   洗浄回数とを制御するデータ処理手段２３を備えたこと
   を特徴とするみかげ石等の石材の切断に用いる研磨鉱泥
   の洗浄及び組成のコントロール装置。
7. 【請求項７】 沈澱器４はその底部に一時的に上部から
   分断される部分６を有することを特徴とする請求項６記
   載のみかげ石等の石材の切断に用いる研磨鉱泥の洗浄及
   び組成のコントロール装置。
8. 【請求項８】 第二容器８はふたつの異なる交互に選択
   可能な排出導管１０、１１を有し、一方は循環回路中の
   研磨鉱泥収集部に接続し、他方は排出物処理装置または
   泥処理装置に接続していることを特徴とする請求項６、
   又は７記載のみかげ石等の石材の切断に用いる研磨鉱泥
   の洗浄及び組成のコントロール装置。
9. 【請求項９】 沈澱器４の底からある高さのところに開
   閉可能な排出導管２１が設けられていることを特徴とす
   る請求項６、７、又は８記載のみかげ石等の石材の切断
   に用いる研磨鉱泥の洗浄及び組成のコントロール装置。
10. 【請求項１０】 第一容器２、第二容器８、沈澱器４及
    び沈澱器の底部分断部分６は夫々洗浄液供給ネットワー
    ク１６に開閉可能な通路を介して接続されていることを
    特徴とする請求項６、７、８、又は９記載のみかげ石等
    の石材の切断に用いる研磨鉱泥の洗浄及び組成のコント
    ロール装置。
11. 【請求項１１】 筒状の沈澱器４は鉛直軸線上に設けら
    れており、第一容器２、第二容器８は前記鉛直軸線上に
    配設されていることを特徴とする請求項６、７、８、９
    又は１０記載のみかげ石等の石材の切断に用いる研磨鉱
    泥の洗浄及び組成のコントロール装置。
12. 【請求項１２】 第一容器２及び第二容器８はレベルコ
    ントローラ２４、２６によって液面の制御がなされてい
    ることを特徴とする請求項６、７、８、９、１０又は１
    １記載のみかげ石等の石材の切断に用いる研磨鉱泥の洗
    浄及び組成のコントロール装置。