JPS623791B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、連続式石膏焼成装置に関する。 石膏ボード用原料石膏は、天然石膏または化学
石膏が用いられるが、最近はほとんど化学石膏が
使用されている。各化学工場より副産する副生石
膏の中で、石膏ボードの原料に使用されるのは、
主としてリン酸石膏と排煙脱硫石膏である。これ
らの原料石膏を焼成する工程は、予備乾燥と焼成
に分かれている。前者は並流気流乾燥により原料
石膏の付着水がほゞ無くなる程度まで乾燥する。
なお、リン酸石膏を原料として使用する場合は炭
酸カルシウムを添加してPH調整を行ない、原料石
膏中の残存リン酸、フツ素を不活性化し、石膏の
凝縮時間や強度に対する悪影響を除去する。その
後原料石膏を焼成することにより、二水石膏を半
水石膏にするとともに改質する。こうしてできた
半水石膏を水と練り合せると二水石膏に戻り固化
するので、この性質を利用して石膏ボードなどの
製品を作るのである。 上記焼成を行なう従来の石膏焼成装置は、特公
昭46−31125号公報に開示されている様に、常
圧・バツチ式のケトル釜が使用されているが、製
品の品質、省エネルギー、省力、釜の寿命及び処
理能力の点で問題がある。すなわち、ボード用石
膏の品質は、焼成条件によつてα型半水石膏とβ
型半水石膏に分けられ、前者は後者に比べて、混
練水が少なくて良いため石膏ボードの乾燥に必要
な熱量が少なく、引張及び圧縮強度が大きく、コ
アと紙との接着性が良い等の多くの利点を有して
いるが、上記従来の石膏焼成装置では、β型半水
石膏の比率が多かつたのである。 一方、α型半水石膏の生成比率を増す方法とし
ては、例えば石膏の表面でできるだけ多くの水
蒸気が凝縮するような状態で二水石膏の脱水を行
なわせ、また水溶液を別に加えることなく二水
石膏の結晶が脱水する過程で自ら放出した結晶水
の如く小量の水溶液中で加圧することによつて溶
解・再結晶化を行なわせ、あるいは水または塩
類水溶液中で二水石膏を溶解・再結晶化を行なわ
せる等の方法がある。 本発明は、連続焼成ができかつα型半水石膏の
生成比率の高い石膏焼成装置の提供を目的とする
ものである。 本発明は、この目的を達成するものとして、軸
心が鉛直な縦長の加圧チヤンバを設けると共に、
その上端に投入装置を、下端に排出装置を設け、
かつ該加圧チヤンバ内を間接加熱する加熱手段を
上下複数段に分割して設け、これら加熱手段を、
前記加圧チヤンバの外周に配設した加熱用ジヤケ
ツトと、前記加圧チヤンバ内に配設した加熱管
と、これら加熱用ジヤケツトと加熱管とに接続し
た熱媒供給管、ならびに熱媒排出管とで構成する
ことにより、加圧チヤンバ内で120〜180℃の飽和
蒸気圧の下で水溶液を添加せずに焼成すると共
に、縦長の加圧チヤンバとすることでできるだけ
多くの水蒸気が石膏表面で凝縮し得る状態で二水
石膏の脱水が行なわれる様にすることによつてα
型半水石膏の生成比率を高め、また加圧チヤンバ
の上部に撹拌翼を設けて石膏を均一に又効率よく
焼成すると共に上部だけに設けることにより動力
を小さくし、かつ中間部における撹拌は沸騰を利
用する様にし、さらに前記加熱手段を上下複数段
に分割して設けることにより、チヤンバ下部にお
いて２次脱水で可溶性無水石膏が生成されるのを
防止してα型半水石膏が熟成される様に温度調整
ができる連続式石膏焼成装置を提供するものであ
る。 以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明
する。第１図において１は軸心が鉛直で直径と高
さの比が１：３〜１：10の縦長の加圧チヤンバ
で、耐圧・密閉構造に構成されている。２は加圧
チヤンバ１上端に配設された投入装置、３は加圧
チヤンバ１下端に配設された排出装置であり、そ
れぞれ中間チヤンバ４の両側に粉体シール用のエ
キセンボール弁５とガスシール用のスイングバル
ブ６とを備えている。前記加圧チヤンバ１の外周
にはその長手方向上部と中間部と下部とに分割し
て加熱用ジヤケツト７，８，９が配設され、それ
ぞれの下部にダウサム等の熱媒を供給する熱媒供
給管１０ａ，１０ｂ，１０ｃが接続され、上部に
熱媒排出管１１ａ，１１ｂ，１１ｃが接続されて
いる。１２ａ，１２ｂ，１２ｃは前記熱媒供給管
１０ａ，１０ｂ，１０ｃに配設された流量調整弁
で、加圧チヤンバ１内の上部、中間部、下部の温
度検知装置１３ａ，１３ｂ，１３ｃからの信号で
制御される様に構成されている。１４，１５，１
６は加圧チヤンバ１内の上部、中間部、下部にコ
イル状に配設された加熱管であり、下側に位置す
る一端は前記熱媒供給管１０ａ，１０ｂ，１０ｃ
に接続され、上側の他端は熱媒供給管１７に接続
されている。また、加圧チヤンバ１内上部1/3〜
1/2の範囲には、前記加熱管１４と干渉しない様
に撹拌翼１８が配設され、その回転軸１９が加圧
チヤンバ１を貫通して加圧チヤンバ１上の回転駆
動装置２０に連結されている。２１は加圧チヤン
バ１内の下端部に配設されたボトムプローであ
り、ブリツジ現象やラツトホール現象を防止し、
焼成された石膏を均一に排出する様にしている。
２２はこのボトムプロー２１の駆動装置、２３は
排出装置３から排出された石膏をホツトピツト２
４に投入する投入コンベアである。２５は加圧チ
ヤンバ１上端に設けられた蒸気排出口、２６はそ
の調圧弁である。２７は投入装置２に接続された
原料石膏供給管、２８はレベル計、２９は加圧チ
ヤンバ１及び加熱用ジヤケツト７，８，９の外面
を覆う断熱材である。 なお、前記加熱管１４は、第２図に示す様に、
半径方向に２重〜３重に巻回することにより加熱
を均一にかつ効率的に行う様にしても良く、各加
熱管１４，１５，１６の形状・配置は適宜選択す
れば良い。 以上の構成において、熱媒供給管１０ａ，１０
ｂ，１０ｃから熱媒を供給し、原料石膏を原料石
膏供供給管２７から投入装置２を介して加圧チヤ
ンバ１内の圧力を維持しつつ遂次加圧チヤンバ１
内に供給する。原料石膏は該加圧チヤンバ１内を
下降する間に焼成され、焼成された石膏は排出装
置３により加圧チヤンバ１内の圧力を維持しつつ
遂次取り出され、投入コンベア２３にてホツトピ
ツト２内に投入される。 前記加圧チヤンバ１内において、原料石膏は
120〜180℃の飽和蒸気圧の下で加圧され、水溶液
を添加しない乾式プロセスによつて、二水石膏の
結晶が脱水する過程で自ら放出した結晶水で溶
解・再結晶化が行なわれ、α型半水石膏が生成さ
れる。また加圧チヤンバ１が縦長であることによ
つて、多くの水蒸気が石膏表面で凝縮しうる状態
で二水石膏の脱水が行なわれることになり、この
点でもα型半水石膏が得られ易い。また、加圧チ
ヤンバ１の上部においては撹拌翼１８を設けたこ
とにより石膏が効果的に撹拌されて均一に又効率
良く焼成され、この撹拌翼１８より下部において
は、焼成過程で生ずる１次沸騰現象を利用するこ
とにより撹拌効果が生ずるので、撹拌翼に要する
動力を節減しつつ確実に撹拌される。こうして、
加圧チヤンバ１内を原料石膏が流下する間に加熱
管１４，１５及び加熱用ジヤケツト７，８で加熱
されて温度が上昇し、120℃〜130℃に達すると、
結晶水が脱離・気化して容積が10〜14％増加し、
液体の水が沸騰したような状態になつて上述の如
く１次脱水が行なわれ、この時石膏は半水石膏と
なつている。そしてそのまま温度上昇が続くと、
容積が徐々に減少しはじめ、180℃で再びわずか
の容積増加と沸騰が起こり、残りの結晶水が脱離
し、２次脱水が行なわれ、その状態での焼石膏は
可溶性無水石膏となる。この可溶性無水石膏は石
膏ボードの原料としてはできるだけ少ない方が良
い。そこで、１次脱水のあと、引き続き２次脱水
現象が生じずに熟成に入る様に、中間部及び下部
の加熱管１５，１６及び加熱用ジヤケツト８，９
の温度を、熱媒供給管１０ｂ，１０ｃの流量調整
弁１２ｂ，１２ｃを制御することによつて調整
し、α型半水石膏が多く得られる様にする。 下表に、本発明の装置により得た副生石膏焼成
品と従来品との品質を比較して示す。

【表】 なお本発明による焼成品のその他の焼成条件
は、供給石膏付着水分が10.5％、脱水緩和作用を
する媒晶剤添加率が0.05％である。上記のデータ
から、本発明による焼成では、混水量が低く、強
度の高いα型半水石膏の生成比率が高いことがわ
かる。 本発明の連続式石膏焼成装置によれば、以上の
説明から明らかな様に、加圧チヤンバ内で120〜
180℃の飽和蒸気圧の下で水溶液を添加せずに連
続焼成できると共に、縦長の加圧チヤンバとする
ことで、できるだけ多くの水蒸気が石膏表面で凝
縮し得る状態で二水石膏の脱水を行なうことがで
き、これによつて半水石膏の品質にむらがなくな
り、またα型半水石膏の比率が向上し、成形品の
強度が向上すると共にコアと紙との接着性が良く
なり、また混練水が少なくて良いので乾燥に必要
な熱量が少なくて良く、さらにバツチ式の様に加
圧チヤンバの急激な温度変化がないので寿命も長
くなる。また加圧チヤンバの上部に設けた撹拌翼
で石膏を均一に又効率よく焼成できると共に上部
だけに設けることにより動力を小さくでき、かつ
中間部における撹拌は沸騰を利用することができ
る。そして前記加熱手段を上下複数段に分割して
設けることにより、チヤンバ下部において２次脱
水で可溶性無水石膏が生成されるのを防止でき、
α型半水石膏が焼成される様に温度調整ができ、
さらに各加熱手段が間接加熱であることから、例
えば高温ガスによる直接加熱に対して、排ガス集
じん装置を小さくできると共に、部分的な過焼成
がなくて品質の均一化を可能にできる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示し、第１図は概略
構成を示す縦断正面図、第２図は撹拌翼と加熱管
の配置構成の他の例を示し、ａは縦断正面図、ｂ
は横断平面図である。 １……加圧チヤンバ、２……投入装置、３……
排出装置、４……中間チヤンバ、７，８，９……
加熱用ジヤケツト、１０ａ，１０ｂ，１０ｃ……
熱媒供給管、１２ａ，１２ｂ，１２ｃ……流量調
整弁、１３ａ，１３ｂ，１３ｃ……温度検知装
置、１４，１５，１６……加熱管、１８……撹拌
翼。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 軸心が鉛直な縦長の加圧チヤンバの上端に投
   入装置を、下端に排出装置を設け、前記加圧チヤ
   ンバの上部に撹拌翼を設け、前記加圧チヤンバ内
   を間接加熱する加熱手段を上下複数段に分割して
   設け、これら加熱手段を、前記加圧チヤンバの外
   周に配設した加熱用ジヤケツトと、前記加圧チヤ
   ンバ内に配設した加熱管と、これら加熱用ジヤケ
   ツトと加熱管とに接続した熱媒供給管、ならびに
   熱媒排出管とで構成したことを特徴とする連続式
   石膏焼成装置。