JPH0832579B2 - 軽量骨材を形成するための膨脹性材料の熱処理方法及びその処理装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、建築業において使用される優れた断熱性を
有する軽量骨材を形成するための膨脹性粒子材料の熱処
理方法及びその処理装置に関する。

（従来技術及びその問題点） 建築業においては、優れた断熱性を有する軽量骨材を
生産することが最近非常に重要性を帯びてきている。近
年英国においては、建築物の壁の許容熱伝動率について
の法定条件が益々厳しくなってきており、その結果今ま
で伝統的に使用されてきた材料は、もはや建築物や構造
物に利用するには適切でなくなってきている。

例えば従来の骨材の１つの例を掲げれば、セメントで
固められた主に炉用硬化れんが製の骨材を有する軽量コ
ンクリートブロックが良く知られています。その様なブ
ロックの断熱性は、極端に幅圧の物を使用しない限り法
定条件に適合するには至らず、軽量骨材コンクリートに
関する限りにおいては、英国で使用されている２、３の
市販のブロックしか上記条件を満たすことができない。

また軽量骨材の使用は建築用ブロックの生産だけには
限定されず、建築業において多種に利用される。例えば
本来の使用部分へのコンクリートの形成、プレキャスト
コンクリートパネル、軽量コンクリート製屋根厚板、中
空空洞部への充填、軽量コンクリート構造物及び低熱伝
導性と軽さが要求されるそのほか多くの色々な箇所に利
用されている。

一般的にいって、軽量コンクリートの断熱特性は比重
に反比例しており、いいかえれば熱伝導率は比重に比例
して増加するものであり、従って軽量骨材コンクリート
あるいはそのような建築ブロックの一部となっている骨
材にとってできる限り比重を小さくすることが望まし
い。

また熱伝動率は水の存在によって、一定広さ内におい
ては増加するので、建築用ブロックや軽量コンクリート
にとってその中の骨材が水を吸収しない特性を有してい
ることが望ましい。

各種自然の材料、例えばスレート、粘度及び頁岩等の
材料を熱処理することによって軽量骨材を形成すること
は従来より試みられている。適切なスレート片に関する
場合には、何百何千トンの役立つスレート片材料が存在
している。

本来コンクリートブロックに骨材として、原料の状態
でのスレートや粘土を組み入れる場合には、結果として
軽量コンクリートを形成することはできない。しかしな
がら適当な熱処理によって膨脹あるいは「ブローテッ
ド」することによって軽量骨材コンクリートの一部とし
て適当な軽量骨材に形成することができる。そのように
使用された時は結果として、軽量コンクリートは優れた
断熱特性を有し、いろいろの目的のために充分な圧縮強
さを有する。

すでに述べたように軽量骨材を形成するためにスレー
トを膨脹させる試みは従来より成されているが、実施上
の困難性、高い燃料消費量及びいくつかの環境制限によ
って、商業的及び経済的に実施可能な生産方法は殆んど
ない。

また従来提案された製造方法の殆んどは、いままでの
ところ充分な膨脹した生産物を作り出すまでには至って
おらず、単に部分的な膨脹を達成するにとどまってい
る。

いままでに使用されてきた製造方法及び装置として
は、たとえば傾斜状の回転炉が利用され、スレートチッ
プは回転炉の上端部から供給され、そして他端部の下端
部まで至り、そこからそれらが排出されるようになって
いる。ところが回転炉の中を通過する行程において、回
転炉中の熱を受けるようにチップは互い転がり合い膨脹
すると推定される。

しかし実際の回転炉の温度は、膨脹のための最適条件
よりも低い温度に制限されている。その理由は上記のよ
うに温度を制限しないと、膨脹過程において少なくとも
部分的に溶融したスレート同志が付着し合いまた炉の内
面に付着するという不都合が生じるからである。これは
リンキングとして知られており、上記リンキングは生産
過程で炉内を通る材料の通過を妨げ、材料の通過能率を
低下させるという悪影響も及ぼす。

結果として従来は部分的に膨脹したスレートしか生産
することができず、それにより生産物としての比重は、
もし充分に膨脹させたと仮定した場合のスレートの比重
と比較すると、大変大きな比重を有する。さらに有効な
熱回収の困難性のために、高い燃料消費量となってい
る。

（発明の目的） 本発明の目的は、軽量骨材を形成するために、膨脹性
を有するスレートや粘土のよう材料を膨脹させる際に、
上述のような不利益を被ることなく材料の最大限可能な
膨脹度まで材料を膨脹させ、それにより最大限可能な小
さな比重まで材料の比重を小さくできるようにする粒状
あるいは微粒子材料の熱処理の方法及びその装置を提供
することである。

（問題を解決するための手段） 本発明は、例えばスレートチップあるいは粘土ペレッ
トのように膨脹性を有する微粒子の熱処理方法であり、
そして軽量の粒状生産物を生産する。また粒粒状生産物
は例えば軽量コンクリートブロックの生産に使用される
ようなものである。

本発明による熱処理方法は、炉床の上に上方から材料
を配布できるように、動いている炉床に供給ゾーンで材
料を供給する行程と、炉床を処理ゾーンを通過させてそ
の処理ゾーンにおいて、材料を膨脹させるように少なく
とも部分的に溶融するように1100℃〜1300℃の間の高温
度に材料をさらす行程と、排出ゾーンにおいて膨脹した
生産物を炉床から排出する行程とを有すると共に、炉床
は、供給ゾーンに到達する前に、予加熱ゾーンを通過す
ることにより空の炉床を予加熱し、また、供給ゾーンで
の炉床への粒子の供給は、炉床の上に粒子の１粒から３
粒くらいの厚さに重ねられた粒子層を形成するようにし
ている。

好ましくは排出行程において、膨脹済みの生産物を冷
却する。上記冷却は例えば排出ゾーンでエアあるいはス
チームのような流体を吹き付けることによって効果的に
達成される。

各ゾーンを通過している間に、各粒子と炉床の間ある
いは粒子と炉床の間で相互に重要な関係の動きは生じ
ず、そして粒子同志の付着や粒子と炉床との付着という
現象も解消あるいは最小限に抑えられる。

本発明の実施においては、炉床はエンドレス構造にす
るのが効果的であり、それによりいつでも同時に各異な
る炉床部分が上記数え上げられた各種ゾーンに対応する
位置に位置する。またこれを達成するために炉床は多数
の隣り合いまたは互い連結されたタイルで構成されてお
り、これらのタイルはシリコーンカーバイトのように優
れた耐熱性を有しかつ剛直で化学的に不活性な材料で形
成されている。

ある装置においては、これらのタイルは角形に形成さ
れ、エンドレスベルトアッセイのように適当なローラ又
はドラムの外周に沿って互いに屈曲自在に連結されてい
る。タイルアッセイの上方の水平な運搬行程には供給ゾ
ーン、処理ゾーン、排出ゾーン及び備えられるときには
予加熱ゾーンを備えている。

好ましい装置においては、炉床は円板平板状又は環状
平板状に形成されており、望ましくは多数のタイルを隣
接配置または連結し、そして剛直な垂直軸回りに剛直な
水平面が回転できるようになっている。炉床はその大部
分が１つあるいは複数のハウジングにより覆われてお
り、それにより供給ゾーン、処理ゾーン、排出ゾーン及
びできれば予加熱ゾーンを構成する。

処理ゾーンは、適当なハウジング部分により取り囲ま
れそして例えば、蓄熱式バーナーを備えた炉型式に構成
される。蓄熱式バーナーは、処理中において材料の加熱
のために必要な燃料供給量を最小限に抑えることができ
る。予加熱ゾーンもできるならば上記同様の蓄熱式バー
ナーを備えた炉型式に構成される。

例えば高品質で低比重のコンクリート、コンクリート
ブロック及びそのような生産物や構造物の生産に使用す
るのに適した軽量粒状材を生産するために、膨脹したス
レートチップを利用する場合には、処理ゾーンにおいて
1100℃〜1300℃の間、特に1250℃位の温度に材料をさら
すのが好ましく、さらに排出ゾーンでは900℃〜1100℃
の間、特に1050℃の温度に下げるのが好ましい。

環状炉タイプの装置は、1.5〜4.5分で一回転する速度
で回転することが適当である。そして本発明においては
各ゾーンを次のような円周方向の角度及び炉床全体面積
に対する割合で区画するのが好ましい。

ゾーン全体に対する割合 中心角度範囲 予加熱ゾーン 25〜40％ 90〜 144度 供給ゾーン ３〜 8％ 10.8〜 28.8度 処理ゾーン 62〜37％ 223.2〜133.2度 排出ゾーン 10〜15％ 36〜 54度 （実施例） 第１図〜第６図に示す例は例えば、スレートチップの
状態で、粒子の膨脹に利用するのに適した本発明の１実
施例を示しており、上記スレートチップは例えばノース
ウエールズのブラナウフェスティニオ地方で産出するス
レート片を破砕することによって作られる。

第１〜第６図に示された本実施例の各図では、環状の
炉装置10が使用されている。

この炉装置10は環状の炉床12を備え、該炉床12は例え
ばシリコーンカーバイドで製造された多数の耐熱タイル
14により形成されている。耐熱タイル14は、断熱材製の
環状ベッド16の上に環状配列で支持されており、環状ベ
ッド16は環状キャリヤの環状天板18の上に配置されてい
る。環状キャリヤは半径方向の断面形状（縦断面形状）
が箱形に形成されており、上記天板18と底板22とそれら
両板18、22を連結する補強スペーサ20とから構成されて
いる。環状キャリヤ（18、20、22）は、スパイダー26の
複数の放射状アーム24の外方側部分の上に支持されてい
る。スパイダー26は、垂直軸心回り回転自在に台座30の
上に支持された回転リング28の上に固定されており、回
転リング28と共に環状炉床12の中心軸と同心の垂直軸心
回りに回転自在となっている。回転リング28の外周には
駆動ギヤ32が形成されており、該駆動ギヤ32はギヤボッ
クス36のピニオン34が噛合い、ギヤボックス36は電動モ
ーター38に連動連結している。即ち電動モーター38の回
転によりギヤボックス36、ピニオン34、駆動ギヤ32及び
回転リング28を介して炉床12は中央垂直軸心回りに回転
し、その回転速度は例えば1.5〜40分に１回転する速度
である。

炉床12の上には炉床12の略全体を覆うように断面形状
逆Ｕ字形の遮熱用炉フード44が配置されており、該炉フ
ード44は複数のクロスメンバー40等からなる上部構造体
により上から吊り下げられ、上部構造体は複数本の脚42
により支持されている。なお上部構造体は第２図では省
略されている。フード44には第２図に示すように供給ゾ
ーンCZ及び排出ゾーンDZを確保するためにそれぞれギャ
ップが形成されている。このフード44は例えば断熱材に
よって裏打ちされた多数のセラミックあるいは耐熱れん
がセクションを備えており、排出ゾーンDZと供給ゾーン
CZの間で炉床12を覆っている範囲は予加熱ゾーンPHZと
処理ゾーンTZとして構成される。

予知加熱ゾーンPHZはその円周方向角度が135度にわた
っており、炉床12の全体面積の37.5％を占めている。処
理ゾーンTZはその円周方向角度が160度に渡って延びて
おり、炉床12全体の面積の44.5％を占める。供給ゾーン
CZは円周方向角度が20度であり、炉床12全体の面積の5.
5％を占め、排出ゾーンDZ円周方向角度が45度であり、
炉床12全体の面積の12.5％を占める。

第２図に示すように供給ゾーンCZの範囲において、フ
ード44の上端部には開口46が形成されており、それによ
り第３図に示すようにスレートチップのような膨脹性材
料を通過供給することを可能にしている。上記のような
材料供給を達成するために、外方側から水平にフード44
内に突出するシュート板50が配置され、該シュート板50
は、剛直で平板状に形成されると共に傾斜堤端部52で集
結している。上記堤端部52は炉床12の半径方向幅全体を
直線状に横切りしかも炉床12の半径方向に沿って延びて
いる。シュート板50はフレキシブルサポート54に支持さ
れており、該サポート54は振動モータ56に連結されてお
り、モータ56の作動により上記シュート板50をその長さ
方向に振動させるようになっている。シュート板50へス
レートチップ48を供給するために、キャリヤ板60に支持
されたホッパー58が配置されている。キャリヤ板60は別
の振動モーター62に連動連結しており、該モーター62に
よって長さ方向に振動し、チップ48をシュート板50の上
に供給する。

上記配置構造は均一なスレートチップ層を環状炉床12
に供給するのに極めて有効である。均一な層とはチップ
の３粒の厚さ、好ましくはチップの２粒の厚さである。
チップの時間当りの供給量は勿論色々な適当な方法によ
って制御される。例えばキャリヤ板60やシュート板50の
振動数や振動幅を制御することによって行われる。

処理ゾーンTZ及び予加熱ゾーンPHZには、加熱手段と
して１連の蓄熱式バーナー装置がそれぞれ配置されてい
る。図示の実施例においては、処理ゾーンTZの円周方向
の片方の半分には、処理ゾーンTZを挟んで互いに向い合
う相補の第１バーナー組64、66が配置され、残りの半分
には残りの処理ゾーン部分を挟んで互いに向い合う相補
の第２バーナー組68、70が配置されている。さらに予加
熱ゾーンPHZにはそれを挟んで互いに向い合う相補の第
３バーナー組72、74が配置されている。よく知られてい
るように蓄熱式バーナー装置は、１組のバーナー組の
内、一方のバーナーに可燃性燃料及び空気が供給される
と共にそれに対応する炉の部分に熱を加え、上記部分を
通過後の燃焼物は対向する相補のバーナーにいたり、そ
してそのような燃焼物内に含まれている残りの熱を保留
し蓄積する蓄熱部内を通過して熱を供給する。蓄積され
る熱が所定レベルに達すると直ぐに２つのバーナーの役
目が入れ代り、上記蓄積された熱は、作動側バーナーに
供給される燃焼空気を予加熱するのに利用される。

図示のバーナー装置は、処理ゾーンTZを1250度〜1300
度の温度に維持するように制御され、また予加熱ゾーン
PHTを1250度位の温度に維持するように制御される。

第４、第５、第６図に示すように、排出ゾーンDZに
は、炉床12の上方を半径方向に横切るマニホールドパイ
プ76が配置されており、該マニホールドパイプ76には炉
床12の半径方向外方かつ下方に向く多数の傾斜ノズル78
が設けられている。マニホールドパイプ76は圧縮エア源
（図示せず）に接続しており、各ノズル78に圧縮エアを
供給し、それによりノズル78から炉床12上の材料に向け
て連続的にエア流を供給する。

排出ゾーンDZにはまた、マニホールドパイプ76と平行
に炉床12を半径方向に横切って延びるレーキバー80が配
置されており、レーキバー80はその長さ方向の軸心回り
に回動自在に支持部材に支持されている。このバー80は
中空筒状に形成されており、それにエアを通過させるこ
とより冷却される。このレーキバー80はまたその長手方
向にも往復移動可能に構成されている。このレーキバー
80には多数の耐熱性に優れた金属製ティン82が形成され
ており、該ティン82はバー80から下向きに傾斜し、ティ
ン82の下端は炉床12の上面に載っている。ティン82はノ
ズル78の近傍に１列に配列されている。バー80にはバー
80の半径方向に延びるウエイティングアーム86が締結さ
れており、該アーム86にはレーキバー中心から離れた箇
所にウエイト84が設けられている。ウエイト84の重みに
よってバー80に偏重をかけ、それによりティン82を炉床
12の上面に一定圧力で押し付けている。ウエイト84はア
ーム86の長さ方向に沿って移動調節自在であり、ウエイ
ト84の位置を調節することによりティン82の押し付け圧
力を調節することができる。このような構造によって、
炉床12を形成する隣り合うタイル14間の接合部分での凸
凹をもティン82は乗り越えることができる。排出ゾーン
DZの範囲内で、炉床12の横側には生産物受け箱88が配置
されており、該受け箱88には、ノズル78のエア噴射によ
って炉床12から半径方向外方に排出される材料が投入さ
れる。

レーキバー80は第６図〜第８図に示すように、ロッド
94、クランク92を介して可変電動モータ90に連動連結
し、その長手方向に往復運動自在となっており、それに
より各ティン82は、その下で回転している炉床12に対し
て炉床12の半径方向にまず外方に続いて内方に相対的に
往復運動する。

上述の装置の作動及び本発明に従った好ましい製法を
以下詳しく説明する。炉が始動されると、まず処理ゾー
ンTZにおいて少なくもスレートチップが部分的に溶融す
るように1300度の作動温度温度が作り出される。マニホ
ールドパイプ76を通ってノズル78に供給されるエアは、
スレートの溶融温度より充分に低い温度1050度に材料温
度下げる程度のエアである。

炉床12が第２図及び第４図に示すように矢印96方向に
回転駆動されると共に振動モーター56、62が作動状態に
セットされる。その結果スレートチップ48はチップ48の
３粒の厚さを越えない均一層、好ましくはチップの１粒
あるいは２粒の厚さの均一層で炉床12の上に供給され
る。

このチップ48の層はまず処理ゾーンTZを通過すること
により熱処理される。そしてこの熱処理行程においてス
レートチップは膨脹する。実際チップは最初は単に２〜
4mm位の厚さであるが、処理ゾーンTZで適切な時間加熱
されることにより、最初の厚さの４〜５倍位の厚さ、即
ち８〜20mmの厚さまで膨脹し、それと同時に最初の比重
2.6〜2.8が0.6位の比重まで小さくなる。

実際上、各チップの外周面への初期の加熱で初期の溶
融が素早く行なわれることにより、最大段階のチップ膨
脹が達成される。各チップは外周側がシールされ、そし
て熱が浸透する結果、外部に漏れないように密封された
ガスが膨脹し、最大度の膨脹が達成される。なお遅い加
熱ではガスが逃げて膨脹ロスが生じ比重の大きい生産物
ができる。このことは例えば傾斜状の転炉内で材料を転
がしながら通して加熱する従来方法の欠点である。

充分な膨脹を確保できる速度で処理ゾーンTZを通過し
た後、粒子またはチップ48は排出ゾーンDZに到達し、そ
こでそれらは順次往復移動しているティン82に出合い、
炉床12に材料が付着しないように確実に炉床12から離さ
れ、ノズル78からのエアにより幾分か溶融が戻るように
1050度位まで冷却され、そして膨脹済の粒子は確実に固
体状態に戻る。ノズル78からのエアはまた膨脹済の粒子
を、エア流によって炉床12の上から半径方向外方へと運
び、受け箱88内に投入する。

それから空になった炉床12は予加熱ゾーンPHZを通過
し、そこで炉床12の温度は適切な作動温度1250度位まで
加熱され、それから供給ゾーンCZに戻り、次の新しいチ
ップが前記同様に供給される。

以上説明したように連続した絶間ない行程で装置を使
用することができる。

本発明による方法は、とくに制限されるものではない
が、ノースウエールズのブラナウフェスティニ地方のス
レート採掘場から産出されるスレート片を使用するとき
に、特に有効である。上記採掘場ではいままで殆んど実
際に利用されていないものすごい量のスレート破片が産
出される。

実際の試験によると充分に膨脹したチップをコンクリ
ート骨材に使用した時には、対圧性または及び断熱性に
優れた構造用ブロックや他の構造用材料の生産に使用す
るのに極めて適した軽量骨材を提供することができる。

膨脹済材料はそれ自身極めて多孔性であるが、そのよ
うな孔は閉じられた孔であり、従って何ヶ月の間水に曝
されていても、水を吸収することはない。それぞれの膨
脹済の粒子は、堅い不浸透性の外皮にカプセル状に包ま
れ閉ざされた多数の孔を有していることになり、それに
より水の非吸収性を確実にしている。このような耐水特
性により、下記のような水分吸収による不利益を被らな
いコンクリートの骨材として上記膨脹済スレートを利用
することが可能となる。即ち上記不利益とは、非常に僅
かな水分でもコンクリート用軽量骨材に浸透すると、そ
の水分により断熱性が急激に低下することである。膨脹
済スレートを使用したブロックは断熱特性に関して法定
の基準に達しており、それらは特に重量的に軽く、しか
も優れた耐水性を有しているので、移動や寸法の変化に
よっては影響を受けない。

勿論本発明の方法はスレートのみを使用する場合のみ
に限定されず、熱処理によって膨脹を期待できる他の材
料にも適用できる。たとえば粘土、頁岩あるいはそれに
類似した膨脹性材料である。勿論粘土は処理する前にペ
レット状に形成しておくことが必要である。

（別の実施例） （１） 第７図〜第９図は排出ゾーンの変形例を示して
おり、排出ゾーンDZには断面形状が中空でエア冷却され
るレーキバー100が炉床12の上を半径方向に横切って延
びており、レーキバー100はその長手方向の中心軸回り
に回転自在となっている。レーキバー100には、斜め下
方に延びる多数の中空状のティン102が貫通しており、
ティン102はバー100に対して昇降滑動自在に支持されて
おり、重力によってティン102の下端部は炉床12の上面
に当接している。第８図のバー100からバー100の半径方
向に突出するアーム106には引張りスプリング104が連結
されており、それによりティン102を炉床12の表面の凹
凸に沿って動くように保持しており、また半径方向アー
ム106をストッパー107側に引張りそれに係合させること
により、ティン102を所定の角度に維持している。

各中空のティン102はそれぞれ可撓性チューブ103に接
続されており、チューブ103はエア源に接続している。
中空ティン102は２つの役目を有しており、１つの役目
は、図示しないが前述のノズル78のような連設された多
数のノズルによってスレートチップが吹き払われる前
に、炉床12上の膨脹済スレート粒子を冷却するエアを噴
出することであり、２つ目の役目は、レーキティンのよ
うに炉床12上に粒子が残留しないように粒子を炉床12か
ら離す役目である。

炉床12とスレート粒子との間に上記のようにティン10
2からのエアが流入すると、特に膨脹済スレートが炉床1
2から離れ易くなり、かつ炉床12が洗浄されるという利
益がある。ティン102から噴出するエアが炉床12に当接
することにより、炉床12の表面からティン102が浮上す
るが、しかしそれにもかかわらずティン102は、ティン1
02の上に形成されるスキャブに当接した状態に保たれ
る。具体的な構造例としては、ティン102はレーキバー1
00の長さ方向の動きによって炉床12に対して炉床半径方
向に往復運動する。なおレーキバー100はモータ108にク
ランク110及びコンロッド112を介して連動連結され、そ
れにより往復駆動される。

（２） 第10図及び第11図は排出ゾーンDZのさらに別の
実施例を示しており、前記第７図〜第９図の装置の構造
及び作用と次のような点で類似している。即ちレーキバ
ー100によって支持された多数の中空ティン102は、膨脹
済スレートチップを炉床12から吹き払う前に噴出エアに
より冷却し、レーキのようにティン102によって、第７
図〜第９図で説明した方法と同様に炉床12への膨脹済粒
子が残留するのを防ぐ。しかしこの実施例では中空のテ
ィン102は炉床12に対して垂直に配置されている。その
ような構造によって、図示していないが前述のノズル78
のようにノズルからのエアの吹き付けによって排出ゾー
ンでチップを排出するのに極めて有効である。特にこの
ような構造の利点は、ティン102の下端部をまっすぐに
カットするだけでよく、前述のように傾斜角度をつけて
据え付ける必要がなくなるので、加工が容易になる。

（３） そのほかの具体的例としては、次のようなエン
ドレス構造の炉床を備えることもできる。例えば多数の
タイルを連結してなる炉床を一直線状に前方へと延びる
ように構成し、任意の予加熱ゾーン、供給ゾーン、処理
ゾーン及び及び排出ゾーンを前述と同様に順次直線状に
構成し、そして炉床が各ゾーンを通過後戻り行程を通り
予加熱ゾーンまで戻るようにする。

（４） 円板状の炉床において、炉床の表面に多数の同
心のリング状のタイルを隣接配置することもできる。そ
のような場合には、少なくともティン81あるいは102は
スプリングにより付勢された常平架の装置によって支持
されることが望まれる。この構造の効果は、タイル間の
継目部分でティンが炉床を破損したりあるいはティン自
体が破損するのをなくすことができる。

（５） さらに本発明は上述のような装置及び方法に限
定されず、処理ゾーン及び予加熱ゾーンにおける作動温
度を、例えば両サイドにおいて最大200度位の温度さの
範囲で変化するようにしてもよい。

（６） 処理されるべき材料は他の適用な手段で炉床上
に供給するようにすることもできる。

（７） 加熱手段として、処理ゾーン及び予加熱ゾーン
を蓄熱バーナー（これは最も経済的であるが）とは他の
手段で加熱することもできる。

（８） 膨脹済粒子を炉床から離すことは、異なった効
果かもしれない。すなわち図示された装置において、受
け箱内に炉床から膨脹済を投入するためにスクラッパー
を備えることもできる。該スクラッパーは、膨脹済粒子
を炉床から離すために炉床の表面に向けて冷却エアを噴
出するノズルあるいはそのようなエア噴出部材を備えて
いなくてもあるいは備えていなくともよい。

（９） 炉床を洗浄する手段として、例えばマニホール
ド76に平行でその後に、エア冷却のロータリブラシを備
えることもでる。

（10） また炉床12から膨脹済粒子を排出するのを確実
にするために、レーキ80、82の代りに或はそれらに追加
して往復運動するブラシあるいはそのような往復運動す
るものを備えることもできる。

（11） 適当な冷却流体、例えばスチームをエアの代り
に噴射ノズル及びあるいはティンに供給するようにする
こともできる。

（発明の効果） 以上説明したように本発明によると： （１） 動いている炉床12の上に粒子材料を配布し、上
記配布状態で炉床12を処理ゾーン内を通過させて熱処理
するので、従来のように粒子を転がしながら転炉内を通
過させて熱処理する方法及び装置に比べ、粒子同志ある
いは粒子と炉床とが付着する心配はなくなり、材料の熱
処理能率が向上すると共に、生産物の品質も向上する。

（２） 熱処理ゾーンにおいて少なくとも部分的に溶融
する高い温度で熱処理するので、上記のように粒子の付
着現象を防ぎながらも、粒子の最大膨脹度まで粒子を膨
脹させることができ、比重の小さな軽量の生産物を生産
できる。

従ってそれをコンクリート骨材等に利用する場合に、
軽量でしかも耐熱性に優れたコンクリートブロック等を
提供することができる。

（３） 供給ゾーンCZの前行程として、空の炉床12を、
予加熱ゾーンPHZに通し、熱処理ゾーンTZと同じ程度の
高温度に加熱するようにしているので、供給ゾーンCZに
おいては、供給と同時に、高温の炉床12により熱膨脹性
粒子は急速に加熱され、しかも、略溶融可能な温度まで
急速に加熱されて、炉床12と共に熱処理ゾーンTZに送ら
れる。

このように粒子を供給後急速に加熱することにより、
粒子内のガスが粒子表面から抜けるのを効果的に防ぎ、
封じ込めることができるので、粒子を充分に膨脹させる
ことが可能となる。

（４） 粒子が載せられる炉床自体を予加熱ゾーンPHZ
で加熱して、その後供給ゾーンCZにおいて、上記炉床12
によりその上の粒子を加熱するので、たとえば炉壁や燃
焼ガスによる放熱などと同様に加熱できるばかりではな
く、粒子を下側から、直接に効果的に加熱することがで
き、上記急速なシーリング及び充分な膨脹を確実に確保
できる。

しかも供給ゾーンCZにおいては、粒子を３粒分の厚さ
を越えない均一層に粒子材料を炉床12上に配布するの
で、上記加熱効果にばらつきが少なくなり、一層品質の
よい軽量骨材が生産される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明が適用される熱処理装置の実施例を示す
縦断面図、第２図は第１図のII-II水平断面図、第３図
は供給ゾーンを示す第２図のIII-III断面拡大部分図、
第４図は排出ゾーンを示す拡大詳細平面図、第５図は第
４図のＶ−Ｖ断面図、第６図は第４図のVI-VI断面図、
第７図は排出ゾーンの変形例を示しており、第４図と同
様な部分の平面図、第８図は第７図のVIII-VIII断面
図、第９図は第７図のIX-IX断面図、第10図は排出ゾー
ンのさら別の変形例を示す第７図と同様な平面図、第11
図は第10図のXI-XI断面図である。

フロントページの続き (72)発明者 アロン チャールズ デイ イギリス国、ヨークシャー、ニュー ヤー ム、ロー ワーサル、メドウ クロフト （番地なし)

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】移動する炉床12を供給ゾーンCZ、処理ゾー
   ンTZ及び排出ゾーンDZに順に通過させ、供給ゾーンCZで
   は、スレートや粘度等の膨脹性粒子材料48を炉床12上に
   供給し、処理ゾーンTZでは、炉床12上の粒子材料が膨脹
   するように少なくともそれらを部分的に溶融できる1000
   ℃〜1300℃の範囲の高温度で加熱処理し、排出ゾーンDZ
   では、炉床12から膨脹済生産物を放出する、軽量骨材を
   形成するための膨脹性材料の熱処理方法において、炉床
   12を、排出ゾーンDZから供給ゾーンCZに至る間に予加熱
   ゾーンPHZを通過させ、該予加熱ゾーンPHZでは、空の炉
   床12を、上記処理ゾーンTZの加熱処理温度と同程度の高
   温度に加熱し、供給ゾーンCZでは、粒子材料48の３粒分
   の厚さを越えない均一層に粒子材料48を上記予加熱直後
   の炉床12に供給することを特徴とする軽量骨材を形成す
   るための膨脹性材料の熱処理方法。
2. 【請求項２】排出ゾーンDZでは、冷却流体を膨脹済材料
   に吹き付けることによりそれらを冷却する特許請求の範
   囲第１項記載の膨脹性材料の熱処理方法。
3. 【請求項３】冷却流体により炉床12から膨脹済粒子を排
   出する特許請求の範囲第２項記載の軽量骨材を形成する
   ための膨脹性材料の熱処理方法。
4. 【請求項４】排出ゾーンDZで往復運動するレーキ80、82
   /100、102によって膨脹済粒子を機械的に離す特許請求
   の範囲第１項〜第３項のいずれかに記載の軽量骨材を形
   成するための膨脹性材料の熱処理方法。
5. 【請求項５】膨脹済粒子を冷却するためにレーキ100、1
   02の多数の中空ティン102から冷却流体を供給する特許
   請求の範囲第４項記載の軽量骨材を形成するための膨脹
   性材料の熱処理方法。
6. 【請求項６】スレートや粘度等の膨脹性粒子材料を膨脹
   させて軽量骨材生産物をつくるための熱処理装置であっ
   て、供給ゾーンCZ、処理ゾーンTZ及び排出ゾーンDZ内に
   各部分をそれぞれ有して上記各ゾーンを上記順に通過す
   るように循環する移動炉床12と、供給ゾーンCZで炉床12
   の上に材料を配布するために処理前材料を供給する材料
   供給手段50、60、58と、材料を膨脹させるように少なく
   とも材料に部分的溶融を生じさせる1000℃〜1300℃の高
   温度に処理ゾーンTZを加熱する加熱手段64、66、68、70
   と、炉床12から排出ゾーンDZで膨脹済生産物を放出する
   排出手段76、78とを備えた軽量骨材を形成するための膨
   脹性材料の熱処理装置において、排出ゾーンDZと供給ゾ
   ーンCZの間に予加熱ゾーンPHZを配置し、該予加熱ゾー
   ンPHZには、空の炉床12を加熱する加熱手段を備えてい
   ることを特徴とする軽量骨材を形成するための膨脹性材
   料の熱処理装置。
7. 【請求項７】優れた耐熱性及び化学的に不活性の多数の
   タイル14を連結することによって炉床12を形成している
   特許請求の範囲第６項記載の軽量骨材を形成するための
   膨脹性材料の熱処理装置。
8. 【請求項８】炉床12を円形平板状あるいは環状平板状に
   形成すると共に、堅固な水平面が堅固な垂直軸心回りに
   回転するように構成し、１つあるいは複数のハウジング
   によって炉床12の大部分を覆い、上記ハウジングは供給
   ゾーンCZ、処理ゾーンTZ、排出ゾーンDZ及び予加熱ゾー
   ンPHZを備えている特許請求の範囲第６項又は第７項記
   載の軽量骨材を形成するための膨脹性材料の熱処理装
   置。
9. 【請求項９】処理ゾーンTZに加熱手段として蓄熱式バー
   ナー64、66;68、70を備えている特許請求の範囲第６項
   〜第８項のいずれかに記載の軽量骨材を形成するための
   膨脹性材料の熱処理装置。
10. 【請求項１０】予加熱ゾーンPHZの加熱手段として蓄熱
    式バーナー72、74を備えている特許請求の範囲第６項〜
    第９項のいずれかに記載の軽量骨材を形成するための膨
    脹性材料の熱処理装置。
11. 【請求項１１】各ゾーンの円周方向角度及び面積割合い
    について、予加熱ゾーンPHZを円周方向角度90度〜144度
    で面積割合25％〜40％とし、供給ゾーンCZを円周方向角
    度10.8度〜28.8度で面積割合３％%〜８％とし、処理ゾ
    ーンTZを円周方向角度232.8度〜133.2度で面積割合62％
    〜37％とし、排出ゾーンDZを円周方向角度36度〜54度で
    面積割合10％〜57％としている特許請求の範囲第８項、
    第９項又は第10項のいずれかに記載の軽量骨材を形成す
    るための膨脹性材料の熱処理装置。
12. 【請求項１２】排出手段として炉床12から膨脹済粒子を
    吹き払うための流体噴出ノズル78を備えている特許請求
    の範囲第６項〜第11項のいずれかに記載の軽量骨材を形
    成するための膨脹性材料の熱処理装置。
13. 【請求項１３】排出ゾーンDZに膨脹済粒子を離すための
    往復動レーキ80、82/100、102を備えている特許請求の
    範囲第６項〜第12項のいずれかに記載の軽量骨材を形成
    するための膨脹性材料の熱処理装置。