JPH06217637A

JPH06217637A - 植物育成用材料及びその製造方法

Info

Publication number: JPH06217637A
Application number: JP5031191A
Authority: JP
Inventors: Tsunehisa Yamakawa; 恒央山川; Arimasa Sakamoto; 有巨坂本
Original assignee: Nippon Steel Chemical Co Ltd
Current assignee: Nippon Steel Chemical and Materials Co Ltd
Priority date: 1993-01-28
Filing date: 1993-01-28
Publication date: 1994-08-09

Abstract

(57)【要約】【目的】ロックウール又はロックウール製品の製造工程
で発生する種々の形状の副生物を効率良く塊状化するこ
とにより、水はけがよく、遅効性肥料として効果のある
植物育成用材料及びその製造方法を提供することを目的
とする。【構成】ロックウール又はロックウール製品の製造工程
で発生する粉・粒・短繊維状等々の副生物をロータリー
キルンで焼成し、塊状化してなる植物育成用材料とその
製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はロックウール又はロック
ウール製品製造の際に生ずる副生物から得られる植物育
成用材料及びその製造する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ロックウールはミネラルウールとも称さ
れ、高炉スラグや天然岩石等のロックウール原料を溶融
し、遠心力等により吹き飛ばして繊維化した無機質繊維
に各種の高分子結合材を噴霧し、圧縮成形して板状等の
成形品を得ることは公知であり、このような成形品は、
植物栽培用人工培地や各種建築資材として使用されてい
る。一方、ロックウールの成形物は、珪酸と石灰とを主
成分とする高炉スラグと珪酸を主成分とする鉱石等をキ
ュポラで溶解して得たものであることから、成分の大半
が珪酸ＳｉＯ₂や石灰ＣａＯで、しかも孔隙率が９０％
以上となっいることから、これを粉砕して圃場に散布す
ることで、ケイカル肥料とするとともに圃場の耕土の土
性を良好にすることが知られている（実公平３−３８９
８９号公報）。しかしながら、ロックウール自体は繊維
が耐酸性であり、それを散布するには特別な処理が必要
である。また、ロックウール製造時等には、多量の副生
物が発生するが、これは不燃性であり、しかも嵩高いた
めその処理には大きな問題があった。

【０００３】このように、ロックウール成形品を粉砕し
て肥料等に使用することは行われてはいるが、一方、こ
れらの成形品を製造するロックウールの製造工程では、
繊維化されない溶融原料が粉状や細かい粒状となり、キ
ュポラに原料の一部として戻したとしても、変形したり
間隙に入り込んだりして密に充填されることから、下部
から空気を吹き込んで燃焼を維持することは困難であ
り、また、このように下部から空気を吹き込んだ場合に
は、副生物だけが直ちに溶融してしまうことや、初期段
階において粉塵として大気中等へ放出されることなどか
ら、キュポラ用原料としては不適当であった。

【０００４】また、キュポラ法によるロックウール製造
プロセスで廃棄物としてしか利用されない物には繊維化
時に十分繊維化されない粉・粒・短繊維状の物の他に製
品として不適な規格外品や製造ラインの各所で発生する
落綿や乾式、湿式集塵機で捕集された集塵屑等や切断屑
等種々の形状の物がある。これらの規格外品の中には表
面を種々の有機バインダー、樹脂フィルム等の被覆材で
被覆された物もある。これら物の有効利用を図るべく種
々検討されてきたが、この内繊維状のものを解繊しリサ
イクルしたり、解繊後ある種の添加物を配合して緑化材
としたりして利用しているが、ごく少量でしかも表面材
のあるものは予め表面材を剥離する必要かあり、また、
量的に最も多い繊維化時繊維化しないものや、繊維化し
ても集綿部に取り込まれないもの等は微粉砕すればセメ
ント原料となることや粉砕して路盤材とすることは知ら
れているが、運搬コスト等に問題があることから、隣接
してセメント工場や路盤材製造設備がある場合を除きほ
とんど利用されていない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】これらも、成分として
はロックウールと同じか類似したものであるので、植物
育成用材料としての利用が図れれば有利である。本発明
はこうした問題点を解決し、被覆材の有無に拘わらずロ
ックウール製造プロセスで発生する種々の形状の廃棄物
を効率良く処理し、本来ロックウール副生物の持つ肥料
効果を生かし、植物育成用材料として使用し易い形状に
し、ロックウール副生物を有効に利用することを目的と
する。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者らは上記の様な
問題点を解決するために鋭意研究を重ねた結果、塊状化
の手段として焼成して、塊状化することに着目し、本発
明を完成させた。

【０００７】すなわち、本発明は、ロックウール又はロ
ックウール製品の製造工程で発生する副生物を焼成し、
前記副生物を塊状化してなるロックウール製造原料及び
その製造方法である。

【０００８】以下、本発明を詳細に説明する。本発明で
利用されるロックウール又はロックウール製品の製造工
程で発生する副生物とは、製造工程で発生する殆どの物
が含まれる。好ましくは、ロックウールと同じ若しくは
類似の組成を有するもの又はこれを主として含むもので
ある。また、アルミ箔などは焼成工程で酸化され、最終
的には、ロックウールを構成する一成分となるので格段
除去する必要はない。同様のことが、有機物にもいえ
る。例えば、製綿工程で発生する粒・粉状の未繊維化
物、集綿工程に送り込まれない短繊維状の物、ダスト
（電気集塵機、バグフィルター、湿式集塵機等で捕集さ
れる物）、あらゆる形態の不良品（白綿、白綿をバイン
ダーで板状に成型した物、成型した物の表面にフィルム
等の被覆材をバインダーで被覆した物等）等及びこれら
のものの切断加工屑等である。すなわち、ロックウー
ル、ロックウールと同様又は類似の組成を有するショッ
ト等を含むものであって、有機物や無機物が混在してい
てもよいものである（以下、これ等をロックウール副生
物と称することもある）。しかも、このロックウール
は、ＳｉやＣａが酸素を介して三次元的網状構造となっ
ていることから、珪カル肥料として用いた場合には、地
中で溶解して出た珪酸分やＣａイオンが有効に機能する
遅効性肥料となる。焼成、塊状化は、ロックウール副生
物を溶融し、塊状化し得る炉で行うことができるが、連
続的に効率よく行うためにはロータリーキルンが最適で
ある。この運転は半溶融状態、若しくは高粘度状態で行
われる。

【０００９】ロータリーキルンへ供給されたロックウー
ル副生物は加熱され、ロータリーキルンの回転に伴い、
シュリンク・半溶融の状態に変化しながら、ロータリー
キルン下部へと移動する。そして、最も温度の高い焼点
付近において、溶融物と固形物とが混在した半溶融状態
又は高粘度状態になる。均一に溶融するまで温度を上げ
ることは、エネルギー的に不利であるばかりでなく、適
当な大きさの塊状化も困難である。ところで、ロータリ
ーキルン内壁を付着性の少ない耐熱材料でコーティング
したとしても、半溶融状態となった高粘度の副生物が内
壁に付着する事は避けられない。内壁に付着した物はロ
ータリーキルンの回転に伴い円周方向に移動し最高位置
に到達する。付着物の粘性が低ければ最高位置で落下が
起こり、生成−落下を繰り返しリングの成長は見られな
い。最高位置で落下する程粘性が低くない時は、付着物
は円周方向に一周し、そこに新たな付着物が付け加わり
成長してリングとなる。リングは厚さ・巾共に成長し、
ひいては、ロータリーキルン内部一面の厚いコーティン
グに成長し、操業出来なくなる。副生物を塊状化するに
は半溶融状態を経なければならないことから、如何に生
成防止、成長防止の対策を講じようとも、リングの生成
は不可欠である。従って長時間操業を継続する為には操
業しながらのリング除去は不可欠となる。ところで、植
物育成用に用いられている製品の材料形状は、その多く
が粒状・粉状・顆粒状であり、傾向としては、軽量、適
度の吸水性、適度の空気保持性等が要求されている。こ
のことから、通常の固い塊状のものではなく、軽くてポ
ーラスなものを得ることが重要であることが判った。キ
ルンでの副生物の焼成温度としては、被覆材・接着材は
供給物の形状変化が起こらないような低温でも燃焼が起
こり排除される。さらに温度を上昇させ、７８０〜８０
０℃でシュリンク（収縮）が始まる。シュリンクは繊維
状のもの程顕著に起こる。９００℃程度では著しい変化
は見られない。更に温度を上げていくと焼点部では供給
物が半溶融状態となり、１３５０℃になると焼点部では
溶融状態となる。溶融状態となるとリング生成が顕著に
なる。この結果から、適当な温度条件を選べば目的とす
る形状のものが得られることが判った。すなわち、焼点
温度を１０００〜１２５０℃、より好ましくは１０５０
〜１２００℃でキルンを操業することによって、種々の
形状の副生物の混合物から目的とする形状のものが得ら
れることが判った。

【００１０】リング除去の手段としてはチェーンや鋼材
等で物理的に除去する方法や、高圧ジェット水噴射で除
去する方法等があるが、チェーンや鋼材等で物理的に除
去する方法はロータリーキルン内径が大きくない時には
余り有効な方法ではなく、高圧ジェット水噴射で除去す
る方法が時間も短時間で済み実用的であり好ましい。リ
ングがかなり成長してからの除去は高圧ジェット水を使
用しても時間が掛り、リング近傍の温度低下が激しく焼
成物の嵩密度低下が見られキュポラでのロックウール原
料には適さなくなるので好ましくはない。リングの発生
・成長を極力押さえながら、或る程度成長したら速やか
に除去する事が短時間でのリング除去に繋がり、嵩密度
の低下も見られずキュポラ用ロックウール原料を得るに
は好ましい。しかしながら、半溶融状態で生成した小塊
状物及びリングの粉砕で生成する塊状物が、最終的に得
られる塊状物の核となることから、余りにも頻繁なリン
グ除去は好ましくない。また、この頻繁なリング除去
は、ロータリーキルン内の温度低下を招くことから、投
入された副生物が半溶融状態にならないということから
も好ましくはない。リングの生成・成長防止は、供給物
の状態、ロータリーキルンの大きさ（長さ、内径）、ロ
ータリーキルンの傾斜、回転数、ロータリーキルン内の
温度、温度分布、最高温度の位置、供給物の量等全ての
操業条件が関係する問題で、リングの生成・成長防止の
為にはこれ等諸条件をリングの生成・成長防止に好まし
い条件にする必要がある。リングの生成・成長防止の為
にはロータリーキルンの内径を大きくし、回転数を最適
化する操業が望ましい。然し一方では、ロータリーキル
ンの内径は原料供給量と供給エネルギーからおのずと或
る範囲に絞られる。原料供給量に比し過大な内径にする
と不要且つ過大なエネルギーが必要となり、実用的な設
備とは言えなくなる。原料供給量からロータリーキルン
内径、長さ、傾斜、回転数、供給エネルギー等もそれぞ
れ独立に且つ自由に選択出来る訳ではなく、実用的には
或る範囲に限定される。それぞれ関連し合う要因を最適
に維持したとしても、運転しながらのリング除去はさけ
られない。リング除去頻度を出来るだけ少なくする為の
工夫を必要とする。バインダー等を利用してブリケット
化する塊状化方法では被覆材は剥離しないとブリケット
化を阻害するが、ロータリーキルン方式の場合ロータリ
ーキルン内で焼却されるので被覆材の着いた儘ロータリ
ーキルンへ供給可能な大きさに破砕すれば良く、処理が
非常に簡単になる。

【００１１】以上説明したように、ロータリーキルンで
焼成した場合には、操業温度を低くしてもロックウール
の粉や小粒が部分的に結合したポーラスな物が得られ
る。植物育成用材料とするには、この状態で充分に使用
可能である。しかしながら、より硬度が必要な場合に
は、次のような添加材を使用することができる。既に説
明したように、ロータリーキルン内壁に付着するリング
を、適宜高圧水で除去して、副生物を塊状化することが
できるが、この塊状化をより効率的に行うために研究を
行った。添加物を添加する場合もキュポラ法によるロッ
クウール製造プロセスで発生する種々の利用されない副
生物、不良品を塊状化してキュポラへリサイクルする事
を目的とする為に、リサイクルした後得られるロックウ
ールの物性がバージン原料から得られる物と差がない事
が大前提となる。従って添加材もロックウール製品とし
て販売可能な成分の範囲内に収まるものであることが好
ましい。また、ロータリーキルン内壁に付着するリング
の成長を防止できるものであることが好ましい。リング
の成長を防止するためには、ロータリーキルンの回転に
伴って、溶融体が上部に達した時点で下に落下すればよ
いのであるから、溶融物の粘度を低下させることが好ま
しい。このようなものについて実験を重ねた結果、スラ
グ４成分系でＣａＯの量を増加させることによって、理
由は定かではないが粘度が低下することが分かった。こ
のことから、ロックウール製造原料としても使用されて
おり、その組成中に多量のＣａＯを含有する高炉スラグ
等を添加することによって、より効率的に塊状化できる
ことを見いだした。添加材としては、この高炉スラグの
他に、転炉スラグ、製鋼電気炉スラグ（酸化スラグ、還
元スラグを含む）、合金鉄スラグ、電気炉スラグ等のＣ
ａＯを多量に含むものが挙げられ、また、これらのもの
の誘導品や石灰石も挙げられる。

【００１２】ＣａＯを多量に含むものとして、微粒石灰
石も挙げられるが、この微粒石灰石の添加がリング成長
防止に有効な事を見出したが、それでもリング生成が完
全に見られない状態には程遠く、微粒石灰石添加時もリ
ング除去は必要であった。リング除去の手段としはチェ
ーンや鋼材等で物理的に除去する方法や、高圧ジェット
水噴射で除去する方法等があるが、チェーンや鋼材等で
物理的に除去する方法はロータリーキルン内径が大きく
ない時には余り有効な方法ではなく、高圧ジェット水噴
射で除去する方法が時間も短時間で済み実用的であっ
た。しかしながら、微粒石灰石の添加−高圧ジェット水
噴射の組合せの場合、微粒石灰石の添加がリング成長防
止に有効ではあるが、折角塊状化した焼成物が高圧ジェ
ット水の水により粉化してしまい塊状化物を目的製品と
する場合は使用出来ない事が判った。本発明では、この
添加材の他に、ロックウール製造時に通常成分調整材と
して添加されているものについても添加することができ
る。

【００１３】

【実施例】以下実施例により、本発明を更に具体的に説
明するが、本発明は、この実施例に限定されるものでは
ない。実施例１ロックウール製造工程で製綿時発生する小粒子や微小繊
維等の副生物をロータリーキルンに連続的に装入する。
使用したロータリーキルンは内径１．５ｍ、長さ１２ｍ
で傾斜は５／１００で内側に耐熱材を被覆したものであ
る。ロータリーキルン回転数は０．２８ｒｐｍで運転し
た。４Ｔ／Ｈで原料をロータリーキルンに供給し、加熱
源としてＬＮＧを使用し、焼点温度を１１９０℃とし
た。リングの生成は著しくはないが長時間運転時にはリ
ング除去が必要となった。リングの除去は高圧ジェット
水で行った。ロータリーキルンからの焼成生成物は嵩比
重０．５５の粒状であった。粒状焼成物はポーラスで含
水率は２２．９％であった。２０ｍｍの篩で分級すると
篩下が６０％強を占めた。ここでいう含水率とは、焼成
物を乾燥したものを２４時間水に浸漬した後、濾紙上に
内容物を広げ表面付着水を軽く濾紙で除き秤量したもの
である。水はけの悪い湿地の芝の下地として使用した
が、水はけがよくなり、芝の成育も良好であった。

【００１４】実施例２実施例１で使用したものと同じロータリーキルンを使用
し、このロータリーキルンを０．３２ｒｐｍで運転し
た。３．９Ｔ／Ｈで実施例１と同様の原料をロータリー
キルンに連続的に供給し、加熱源としてＬＮＧを使用
し、焼点温度を１２１０℃とした。リングの生成は著し
くはないが長時間運転時にはリング除去が必要となっ
た。リングの除去は高圧ジェット水で行った。ロータリ
ーキルンからの焼成生成物は嵩比重０．６１の粒・粉状
であった。粒状焼成物はポーラスで含水率は２３．７％
であった。２０ｍｍの篩で分級すると篩下が６５％強を
占めた。ランの培地として使用したが水はけがよく、し
かも、成育は良好であった。

【００１５】比較例１実施例１で使用したものと同じロータリーキルンを使用
し、このロータリーキルンを０．２８ｒｐｍで運転し
た。３．９Ｔ／Ｈで実施例１と同様の原料をロータリー
キルンに連続的に供給し、加熱源としてＬＮＧを使用
し、焼点温度を１３５０℃とした。リングの生成は著し
くリング除去を頻繁に行っても長時間の操業は困難であ
った。また、焼成物の嵩比重は１．３１で吸水性はほと
んどなかった。

【００１６】

【発明の効果】ロックウール製造工程で製綿時発生する
副生物をロータリーキルン等で焼成することによって、
そのままでは利用が困難な副生物を水はけがよく、遅効
性肥料として効果のある植物育成用材料として利用する
ことができる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ロックウール又はロックウール製品の製造
工程で発生する副生物を焼成、塊状化してなることを特
徴とする植物育成用材料。
【請求項２】ロックウール又はロックウール製品の製造
工程で発生する副生物をロータリーキルンで焼成し、塊
状化することを特徴とする植物育成用材料の製造方法。
【請求項３】副生物を他のロックウール原料となり得る
添加材と共に焼成し、塊状化することを特徴とする請求
項２記載の植物育成用材料の製造方法。
【請求項４】添加材の少なくとも一部が高炉スラグ、転
炉スラグ、製鋼スラグ又は合金鉄スラグである請求項３
記載の植物育成用材料の製造方法。