JP2587486B2 - セメントの製造方法 - Google Patents
セメントの製造方法Info
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B14/00—Use of inorganic materials as fillers, e.g. pigments, for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of inorganic materials specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
- C04B14/02—Granular materials, e.g. microballoons
- C04B14/04—Silica-rich materials; Silicates
- C04B14/06—Quartz; Sand
- C04B14/062—Microsilica, e.g. colloïdal silica
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C04B18/00—Use of agglomerated or waste materials or refuse as fillers for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of agglomerated or waste materials or refuse, specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
- C04B18/04—Waste materials; Refuse
- C04B18/16—Waste materials; Refuse from building or ceramic industry
- C04B18/162—Cement kiln dust; Lime kiln dust
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W30/00—Technologies for solid waste management
- Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
- Y02W30/91—Use of waste materials as fillers for mortars or concrete
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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。
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。
る。
原料貯蔵場４に貯蔵された原料としての石炭石1,粘土
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イングサイロ７
へ送られて混合され、ロータリーキルン10の排ガスによ
って加熱されるサスペンションプレヒータを経てロータ
リーキルン10へ送られて石炭乾燥粉砕機11で処理された
石炭を助燃料に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。
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イングサイロ７
へ送られて混合され、ロータリーキルン10の排ガスによ
って加熱されるサスペンションプレヒータを経てロータ
リーキルン10へ送られて石炭乾燥粉砕機11で処理された
石炭を助燃料に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。
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。
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１〜100μｍ（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制御のため
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。
の粒度が１〜100μｍ（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制御のため
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。
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。
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のシリカ超微粒を混入す
ることを特徴とする。
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のシリカ超微粒を混入す
ることを特徴とする。
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。
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。
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。
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。
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、エアーセパレータ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イング
サイロ７″を経て、サスペンションプレヒータをもつロ
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、製品セメントとなる。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へ供給さ
れる。
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、エアーセパレータ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イング
サイロ７″を経て、サスペンションプレヒータをもつロ
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、製品セメントとなる。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へ供給さ
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23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O2富化
空気設備をもつ高温処理炉20に供給して、同炉20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20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0.3μｍ以下の非
結晶質のシリカ超微粒22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。
高温処理部23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O2富化
空気設備をもつ高温処理炉20に供給して、同炉20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20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0.3μｍ以下の非
結晶質のシリカ超微粒22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20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。
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300〜350℃の
熱風を吹込み石灰の燃焼によって内部温度を1400〜1500
℃とし、平均粒径30mm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40μｍ程度のクリ
ンカ，石こう及び非結晶質シリカスラグの混合物が得ら
れる。
熱風を吹込み石灰の燃焼によって内部温度を1400〜1500
℃とし、平均粒径30mm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40μｍ程度のクリ
ンカ，石こう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23における高温処理炉20及び超微粒回
収装置22について、第２図によって以下説明する。
収装置22について、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O2又はO2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20に吹込み、パイプ31を囲んだマ
ニホールド32から微粒炭燃料Ａを吹込んで、冷却ジャケ
ットで造られた処理炉20においてSiO2の沸点（2230℃）
以上の約2500℃の温度で燃焼させる。
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20に吹込み、パイプ31を囲んだマ
ニホールド32から微粒炭燃料Ａを吹込んで、冷却ジャケ
ットで造られた処理炉20においてSiO2の沸点（2230℃）
以上の約2500℃の温度で燃焼させる。
処理炉20内では火炎Ｄを形成して高温の燃焼が起り、
粘土中のSiO2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ト40へ導かれる。このとき処理
炉20の内壁では粘土中の不蒸発分（Al2O3,CaO等）であ
る鉱物物質及び沸点に達しない一部のSiO2が溶融付着し
て断熱層36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38の冷水Ｖ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。
粘土中のSiO2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ト40へ導かれる。このとき処理
炉20の内壁では粘土中の不蒸発分（Al2O3,CaO等）であ
る鉱物物質及び沸点に達しない一部のSiO2が溶融付着し
て断熱層36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38の冷水Ｖ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、SiO2を主体とする蒸気Ｅを含んだ燃料ガスは炉
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。
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SiO2を主体とする非結
晶質のヒュームＨが生成される。このヒューム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22のバグフィルタ44に導びかれ、ヒュームＨは非結晶
質のシリカの超微粒22として捕集されて、回転式バルブ
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。ヒュームＨを除かれた燃焼ガスは
排気ダクト37を通ってファン36によってロータリーキル
ン10へ供給される。
固化し、このとき超微粒子であるSiO2を主体とする非結
晶質のヒュームＨが生成される。このヒューム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22のバグフィルタ44に導びかれ、ヒュームＨは非結晶
質のシリカの超微粒22として捕集されて、回転式バルブ
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。ヒュームＨを除かれた燃焼ガスは
排気ダクト37を通ってファン36によってロータリーキル
ン10へ供給される。
実験結果ではSiO2:66％,Al2O3:13.9％，その他Fe2O3,
CaO,MgOなどを含む粘土から、SiO2の主成分とする平均
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、SiO2:53.9％,Al2O3:31.2％,Fe2O3:7.9
％，その他CaO,MgOからなる非結晶質シリカスラグを得
ることができた。
CaO,MgOなどを含む粘土から、SiO2の主成分とする平均
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、SiO2:53.9％,Al2O3:31.2％,Fe2O3:7.9
％，その他CaO,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32によって処理して、高温
処理部23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40μ
ｍ程度に粉砕した上、同高温処理部23で得られた0.3μ
ｍ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。
ての粘土の一部を高温処理部32によって処理して、高温
処理部23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40μ
ｍ程度に粉砕した上、同高温処理部23で得られた0.3μ
ｍ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。
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20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、製造コストを下げること
ができる。なお、前記高温処理炉20の燃料としては、セ
メントプラントにおける燃料である石炭、ガス（LNG,LP
G,COG等）及び重油を用いることができる。
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、製造コストを下げること
ができる。なお、前記高温処理炉20の燃料としては、セ
メントプラントにおける燃料である石炭、ガス（LNG,LP
G,COG等）及び重油を用いることができる。
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,粘土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を経て原料サイロ７′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
23へ供給され、残部がエアブレンデイングサイロ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
と異るところがない。
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を経て原料サイロ７′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
23へ供給され、残部がエアブレンデイングサイロ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
と異るところがない。
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。
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0.
3μｍ以下の非結晶質のシリカの超微粒22と非結晶質の
シリカスラグ17が高温処理炉20及び超微粒回収装置21で
得られ、第一の実施例と同様に、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。
3μｍ以下の非結晶質のシリカの超微粒22と非結晶質の
シリカスラグ17が高温処理炉20及び超微粒回収装置21で
得られ、第一の実施例と同様に、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。
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い。
のに限られることがないことはいう迄もない。
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。
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。
第１図は本発明の第一の実施例のプロセスフロー図、第
２図は同実施例における高温処理部の既略図、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。 １……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
ラグ,18……排気ガス,19……O2又はO2富化空気設備,20
……高温処理炉,21……超微粒回収装置,22……非結晶シ
リカ超微粒,23……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。
２図は同実施例における高温処理部の既略図、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。 １……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
ラグ,18……排気ガス,19……O2又はO2富化空気設備,20
……高温処理炉,21……超微粒回収装置,22……非結晶シ
リカ超微粒,23……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。
Claims (1)
- 【請求項１】石炭，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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1002589A JP2587486B2 (ja) | 1989-01-20 | 1989-01-20 | セメントの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1002589A JP2587486B2 (ja) | 1989-01-20 | 1989-01-20 | セメントの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02192441A JPH02192441A (ja) | 1990-07-30 |
| JP2587486B2 true JP2587486B2 (ja) | 1997-03-05 |
Family
ID=11738858
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1002589A Expired - Fee Related JP2587486B2 (ja) | 1989-01-20 | 1989-01-20 | セメントの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2587486B2 (ja) |
-
1989
- 1989-01-20 JP JP1002589A patent/JP2587486B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02192441A (ja) | 1990-07-30 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |