(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
横長の容器の一方の端部のプレミックス領域にセメント系固化材と二酸化ケイ素を主成分とするシリカ源とを連続的に供給して、回転軸に取り付けられている攪拌羽根と前記容器に取り付けられ回転駆動されるチョッパ羽根とにより浮遊攪拌、高速剪断分散等の作用により混合し、
そして、その下流側の混練領域に送り、該領域において、スラグを供給すると共に水を添加して、攪拌羽根とチョッパ羽根とによりさらに混合、分散して造粒物の核を形成し、
さらに、その下流側の造粒領域に送り、該領域において、攪拌羽根とチョッパ羽根とにより攪拌して、核の外表面にセメント系固化材とシリカ源とスラグとからなる混合物を付着させ、あるいは核同志を付着させて造粒し、
次いで、前記横長の容器の他端部から連続的に排出してスラグ造粒物を製造するとき、
前記回転軸の、少なくとも前記混練領域と前記造粒領域とに対応した部分は内部から、そして前記横長の容器の、前記造粒領域に対応した部分は、外部から所定温度に加熱しながら造粒する、スラグ造粒物の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の製造方法において、前記造粒領域では前記攪拌羽根だけを駆動するスラグ造粒物の製造方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載の製造方法において、含水率が１０％以上の湿潤状態のスラグと、含水率が１％以下の乾燥状態の粉状の二酸化ケイ素を主成分とするシリカ源とを供給する、スラグ造粒物の製造方法。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかの項に記載の製造方法において得られるスラグ造粒物を、振分ベルトコンベヤから昇降旋回ベルトコンベヤへ移送し、該昇降旋回ベルトコンベヤを昇降、旋回させて、製品養生ヤードに均等に分散、積み上げる、スラグ造粒物の製造方法。
【請求項５】
混練造粒装置と、材料供給装置とからなり、
前記混練造粒装置は、横長の容器と、該容器内に設けられている回転軸に取り付けられている攪拌羽根と、前記容器に取り付けられ回転駆動されるチョッパ羽根とを備え、前記容器は開口面積が調節自在の仕切堰板によりプレミックス領域と混練領域と造粒領域とに分けられ、前記プレミックス領域に連続的に供給される材料が前記造粒領域から製品となって連続的に排出されるようになっている造粒装置であって、
前記材料供給装置は、セメント系固化材と二酸化ケイ素を主成分とするシリカ源とを前記容器に供給するための第１の供給装置と、スラグを前記容器に供給するための第２の供給装置と、水を前記容器に供給するための第３の供給装置とからなり、前記第１の供給装置は前記容器のプレミックス領域に、そして前記第２、３の供給装置は前記容器の混練領域にそれぞれ接続されていると共に、
前記回転軸の、少なくとも、前記容器の混練領域と造粒領域とに対応した部分は内部から、前記容器の造粒領域に対応した部分は外部からそれぞれ加熱されるようになっている、スラグ造粒物の製造装置。 
【請求項６】
混練造粒装置と、材料供給装置と、製品養生設備とからなり、
前記混練造粒装置は、横長の容器と、該容器内に設けられている回転軸に取り付けられている攪拌羽根と、前記容器に取り付けられ回転駆動されるチョッパ羽根とを備え、前記容器は開口面積が調節自在の仕切堰板によりプレミックス領域と混練領域と造粒領域とに分けられ、前記プレミックス領域に連続的に供給される材料が前記造粒領域から製品となって連続的に排出されるようになっている造粒装置であって、
前記材料供給装置は、セメント系固化材と二酸化ケイ素を主成分とするシリカ源とを前記容器に供給するための第１の供給装置と、スラグを前記容器に供給するための第２の供給装置と、水を前記容器に供給するための第３の供給装置とからなり、前記第１の供給装置は前記容器のプレミックス領域に、そして前記第２、３の供給装置は前記容器の混練領域にそれぞれ接続されていると共に、
前記回転軸の、少なくとも、前記容器の混練領域と造粒領域とに対応した部分は内部から、前記容器壁の造粒領域に対応した部分は外部からそれぞれ加熱されるように構成され、
前記製品養生ヤード設備は、混練造粒装置から連続的に排出されるスラグ造粒物を受け止め所定位置へ搬送する搬送ベルトコンベヤと、該搬送ベルトコンベヤから供給されるスラグ造粒物を振り分ける振分ベルトコンベヤと、複数個のヤードのそれぞれに設けられている昇降旋回ベルトコンベヤとからなり、前記昇降旋回ベルトコンベヤは搬送面が傾斜した状態で昇降および旋回するように構成されている、スラグ造粒物の製造装置。
【請求項７】
請求項５または６に記載の造粒装置において、前記造粒領域における前記チョッパ羽根は、その回転速度が他の領域に設けられているチョッパ羽根とは独立して制御されるようになっているスラグ造粒物の製造装置。
【請求項８】
請求項５または６に記載の造粒装置において、前記造粒領域における前記チョッパ羽根は、前記容器に着脱自在になっているスラグ造粒物の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、製鋼工程で発生するスラグから、混練造粒装置と材料供給装置とを使用して、または製品養生設備も使用して、スラグ造粒物製品を得るスラグ造粒物の製造方法およびこの製造方法を実施するための製造装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
製鉄所、製鋼所等の鉄鋼材料の製造工場では、溶鋼を得るときに多量のスラグが発生する。スラグは、鉱石、コークス等に含まれているシリカ、アルミナ、硫化物等と、媒溶剤の石灰石とが炉内で反応して溶液となったもので、炉外に取り出さすと固化する。このようなスラグの中には金属も含まれているので、粉砕後選鉱処理により金属分は回収されているが、粉状のスラグはセメント系の固化剤を加えて造粒し、コンクリートの骨材としても利用されている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−２６５２４６
【特許文献２】特開２００２−１５３７４４
【０００４】
特許文献１には、コンクリートの骨材として利用できるスラグ造粒物の製造方法と製造装置とが示されている。すなわち、特許文献１には、スラグケーキを攪拌造粒機に装入して解砕および粉砕する工程と、粉砕されたスラグにフライアッシュとセメントを添加して乾燥状態で混練する工程と、混練された混合粉体に水を加えながら球形の粒子に造粒する工程と、造粒物を養生する工程とからなるスラグ造粒物の製造方法が示されている。また、スラグ供給装置と、粉砕可能で且つ水を添加することにより造粒可能な造粒装置と、養生装置とからなるスラグ造粒物の製造装置も示されている。
【０００５】
一方、特許文献２には、軸方向に混合ゾーンと造粒ゾーンとに仕切壁で仕切られている横長の容器と、該容器内に回転駆動可能に設けられている回転軸と、該回転軸に取り付けられている攪拌羽根とから構成され、前記混合ゾーンには攪拌羽根の他に、比較的高速で回転駆動されるチョッパー羽根が設けられる造粒装置が示されている。この造粒装置によると、攪拌羽根を造粒に適した比較的低速で回転駆動しても、混合ゾーンにおいてはチョッパー羽根により、材料は充分に分散・混合され、造粒ゾーンにおいて連続的に造粒され、そして容器から排出される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記特許文献１に記載されている造粒方法によると、原料の混練が乾燥状態で実施されるので、均一に混合され、養生時の水和反応が促進される効果が得られ、また粉状スラグと、フライアッシュと、セメントとが原料として使用されているので、造粒後の養生によって結合性を有する水和硬化物を形成することができるという効果も得られる。しかしながら、大量生産する場合には上記特許文献１に記載の回分式すなわちバッチ式は向いていない。また、材料のスラグが例えば１０％以上の水分を含んだ湿潤状態である場合や、粒径が例えば２５ｍｍを越える造粒物を製造する場合には、上記特許文献１に記載の方法をそのまま適用することはできない。さらに詳細に説明すると、湿潤状態のスラグを用いる場合はあらかじめ乾燥処理する必要があり、また、粒径が２５ｍｍを越えるものを製造する場合には、造粒時間換言すると攪拌転動時間が長くなるが、その結果、造粒物の表面に水分が滲み出てくる。そうすると、混合・造粒装置内では勿論のこと養生設備内でもスラグ造粒物が互いに付着して塊になる。その結果所定の粒径のスラグ造粒物が得られないことになる。また、養生設備においても、粒径の大きな造粒物を製造した場合には、養生ピットに落下供給されるときに、スラグ造粒物が変形あるいは造粒物同志が表面の水分により付着して塊になる可能性がある。
【０００７】
特許文献１に記載のスラグ造粒物の製造方法あるいは製造装置の、前述したような問題点も、特許文献２に記載の混合・造粒装置と組み合わせると、解決されるように見える。確かに、特許文献２に記載の混合・造粒装置は連続式に構成されているので、特許文献１に記載の造粒装置の回分式の欠点は解消される。しかしながら、スラグの乾燥の問題、造粒物表面の水分による造粒物同志の付着の問題は、用いる材料であるスラグの状態や、製造しようとする造粒物の大きさに制約を残す。また、特許文献２に記載の混合・造粒装置自体にも改良すべき点が認められる。例えば、比較的大径のスラグ造粒物を得るためには、多めの水を添加しなければならないが、添加すると、回転軸に材料が付着するので、連続運転ができず、生産性が落ちるという問題がある。さらに説明すると、回転軸の径は比較的小さく、しかも攪拌羽根の他に高速で回転駆動されるチョッパ羽根が設けられているので、攪拌羽根が取り付けられている回転軸は、比較的低速で駆動されるようになっている。したがって、回転軸の表面に作用する遠心力は小さく、付着した材料は遠心力では落ちない。付着した材料は運転を停止して、手動的に落とさなければならないので、生産性が落ちる。また、所望の粒径のスラグ造粒物を得るための手段が格別に設けられていないので、粒度分布の調整が困難になることが予想される。さらには、養生設備はない。
【０００８】
本発明は、上記したような従来の改良すべき点を解決した、あるいは材料等の制約から解放されたスラグ造粒物の製造方法および製造装置を提供することを目的とし、具体的には原料のスラグを格別に乾燥処理することなく、所定の比較的大径のスラグ造粒物を連続的に安価に製造することができるスラグ造粒物の製造方法および製造装置を提供することを目的としている。また、他の発明は、上記目的に加えて、得られたスラグ造粒物が変形あるいは塊になることなく、養生できるスラグ造粒物の製造方法および製造装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、上記目的を達成するために、混練造粒装置と材料供給装置とを使用する。または、製品養生設備も利用する。スラグ造粒物は、スラグの他にセメント系固化剤とシリカ源も含んでいるが、セメント系固化剤とシリカ源は、混練造粒装置のプレミックス領域に供給する。そして、この領域において攪拌羽根と、チョッパ羽根とにより、予備混合する。そして、次の混練領域に送り、この領域においてスラグと水を加える。スラグは１０％以上の水分を含んでいても良い。そして、この領域においても攪拌羽根とチョッパ羽根とにより、混合、分散させる。次いで、造粒領域に送り攪拌羽根とチョッパ羽根とにより造粒する。このときチョッパ羽根の回転速度度を制御する。これにより、所望の粒径のスラグ造粒物が得られる。チョッパ羽根の回転速度度の制御方法として、チョッパ羽根を停止する方法があり、または取り外す方法がある。
このようにして造粒するとき、回転軸の混練領域と造粒領域とに対応した部分は内部から、また容器の、造粒領域に対応した部分は外周部から例えば加熱蒸気により加熱する。これにより、回転軸の表面に材料が付着することが防止され、また造粒中に造粒物の表面に滲み出る水分が蒸発し、造粒物が互いに付着し塊になることが防止される。
また、上記発明の目的を達成するために、製品養生設備を搬送ベルトコンベヤと、振分ベルトコンベヤと、複数個のヤードのそれぞれに設けられている昇降旋回ベルトコンベヤとから構成し、混練造粒装置から連続的に排出されるスラグ造粒物を製品養生ヤードに均等に分散、積み上げるように構成される。
【００１０】
かくして、請求項１に記載の発明は、前記発明の目的を達成するために、横長の容器の一方の端部のプレミックス領域にセメント系固化材と二酸化ケイ素を主成分とするシリカ源とを連続的に供給して、回転軸に取り付けられている攪拌羽根と前記容器に取り付けられ回転駆動されるチョッパ羽根とにより浮遊攪拌、高速剪断分散等の作用により混合し、そして、その下流側の混練領域に送り、該領域において、スラグを供給すると共に水を添加して、攪拌羽根とチョッパ羽根とによりさらに混合、分散して造粒物の核を形成し、さらに、その下流側の造粒領域に送り、該領域において、攪拌羽根とチョッパ羽根とにより攪拌して、核の外表面にセメント系固化材とシリカ源とスラグとからなる混合物を付着させ、あるいは核同志を付着させて造粒し、次いで、前記横長の容器の他端部から連続的に排出してスラグ造粒物を製造するとき、前記回転軸の、少なくとも前記混練領域と前記造粒領域とに対応した部分は内部から、そして前記横長の容器の、前記造粒領域に対応した部分は、外部から所定温度に加熱しながら造粒するように構成される。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の製造方法において、前記造粒領域では前記攪拌羽根だけを駆動するように、請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の製造方法において、含水率が１０％以上の湿潤状態のスラグと、含水率が１％以下の乾燥状態の粉状の二酸化ケイ素を主成分とするシリカ源とを供給するように、そして請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれかの項に記載の製造方法において得られるスラグ造粒物を、振分ベルトコンベヤから昇降旋回ベルトコンベヤへ移送し、該昇降旋回ベルトコンベヤを昇降、旋回させて、製品養生ヤードに均等に分散、積み上げるように構成される。  請求項５に記載の発明は、混練造粒装置と、材料供給装置とからなり、前記混練造粒装置は、横長の容器と、該容器内に設けられている回転軸に取り付けられている攪拌羽根と、前記容器に取り付けられ回転駆動されるチョッパ羽根とを備え、前記容器は開口面積が調節自在の仕切堰板によりプレミックス領域と混練領域と造粒領域とに分けられ、前記プレミックス領域に連続的に供給される材料が前記造粒領域から製品となって連続的に排出されるようになっている造粒装置であって、前記材料供給装置は、セメント系固化材と二酸化ケイ素を主成分とするシリカ源とを前記容器に供給するための第１の供給装置と、スラグを前記容器に供給するための第２の供給装置と、水を前記容器に供給するための第３の供給装置とからなり、前記第１の供給装置は前記容器のプレミックス領域に、そして前記第２、３の供給装置は前記容器の混練領域にそれぞれ接続されていると共に、
前記回転軸の、少なくとも、前記容器の混練領域と造粒領域とに対応した部分は内部から、前記容器の造粒領域に対応した部分は外部からそれぞれ加熱されるように構成される。請求項６に記載の発明は、混練造粒装置と、材料供給装置と、製品養生設備とからなり、前記混練造粒装置は、横長の容器と、該容器内に設けられている回転軸に取り付けられている攪拌羽根と、前記容器に取り付けられ回転駆動されるチョッパ羽根とを備え、前記容器は開口面積が調節自在の仕切堰板によりプレミックス領域と混練領域と造粒領域とに分けられ、前記プレミックス領域に連続的に供給される材料が前記造粒領域から製品となって連続的に排出されるようになっている造粒装置であって、前記材料供給装置は、セメント系固化材と二酸化ケイ素を主成分とするシリカ源とを前記容器に供給するための第１の供給装置と、スラグを前記容器に供給するための第２の供給装置と、水を前記容器に供給するための第３の供給装置とからなり、前記第１の供給装置は前記容器のプレミックス領域に、そして前記第２、３の供給装置は前記容器の混練領域にそれぞれ接続されていると共に、前記回転軸の、少なくとも、前記容器の混練領域と造粒領域とに対応した部分は内部から、前記容器壁の造粒領域に対応した部分は外部からそれぞれ加熱されるように構成され、前記製品養生ヤード設備は、混練造粒装置から連続的に排出されるスラグ造粒物を受け止め所定位置へ搬送する搬送ベルトコンベヤと、該搬送ベルトコンベヤから供給されるスラグ造粒物を振り分ける振分ベルトコンベヤと、複数個のヤードのそれぞれに設けられている昇降旋回ベルトコンベヤとからなり、前記昇降旋回ベルトコンベヤは搬送面が傾斜した状態で昇降および旋回するように構成され、請求項７に記載の発明は、請求項５または６に記載の造粒装置において、前記造粒領域における前記チョッパ羽根は、その回転速度が他の領域に設けられているチョッパ羽根とは独立して制御されるように、そして請求項８に記載の発明は、請求項５または６に記載の造粒装置において、前記造粒領域における前記チョッパ羽根は、前記容器に着脱自在になっている。
【発明の効果】
【００１１】
以上のように、本発明によると、セメント系固化材と二酸化ケイ素を主成分とするシリカ源は、横長の容器の一方の端部のプレミックス領域に供給されるので、セメント系固化材とシリカ源は、攪拌羽根とチョッパー羽根とにより、剪断作用、分散作用等を受けて、短時間に予備混合される。このとき、シリカ源が乾燥状態の粉状体のときは一層短時間に均一に予備混合される。そして、予備混合された後に混練領域に送り、該領域において、スラグを供給すると共に水を添加するので、例え１０％以上の水分を含んだ湿潤状態のスラグでも攪拌羽根とチョッパ羽根とにより効果的に均一に混合、分散されて造粒物の核が形成されるという、本発明に特有の効果が得られる。また、このとき、本発明によると、回転軸の、少なくとも混練領域と造粒領域とに対応した部分は内部から、所定温度に加熱しながら造粒するので、材料の回転軸への付着の問題がなく連続的にスラグ造粒物を得ることができるという、本発明に特有の効果が得られる。さらには、本発明によると、造粒領域における容器は外周部から所定温度に加熱されるようになっているので、造粒領域において造粒されるスラグ造粒物は乾燥されて排出され、排出されてもスラグ造粒物が互いに付着するようなことはない。したがって、いたずらに大径なることもなく、その後の養生工程が容易になる効果が得られる。また、付着しないので、所定の粒径の高品位のスラグ造粒物が得られるという効果も得られる。
また、他の発明によると、造粒領域におけるチョッパ羽根の回転速度は、他の領域におけるチョッパ羽根の回転速度とは独立して制御されるようになっているので、または造粒領域におけるチョッパ羽根は、容器に着脱自在になっているので、スラグ造粒物の粒径を制御できる効果がさらに得られる。
さらに、他の発明によると、容器から排出されるスラグ造粒物を、振分ベルトコンベヤから昇降旋回ベルトコンベヤへ移送し、該昇降旋回ベルトコンベヤを必要に応じて昇降、旋回させて、製品養生ヤードに均等に分散、積み上げるので、スラグ造粒物を一箇所に積み上げる際に起こる損壊、スラグ造粒物同志の付着等の問題を回避できる効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図１〜３により本発明の実施の形態を説明する。図１は、本実施の形態に係わるスラグ造粒物の製造装置の全体を示す模式図であるが、本実施の形態に係わるスラグ造粒物の製造装置は、概略的には材料供給装置と、混練造粒装置Ａと、製品養生設備Ｙとから構成されている。そして、材料供給装置は、セメント例えば高炉セメントを供給するためのセメント供給装置Ｓ、フライアッシュを混練造粒装置Ａに供給するためのフライアッシュ供給装置Ｆ、製鋼工程で発生するスラグを供給するためのスラグ供給装置ＳＬ等から構成されている。以下、これらの装置を順に説明する。
【００１３】
本実施の形態に係わる混練造粒装置Ａは、図２に拡大して示されているように、軸芯が水平方向になるように配置される、横長の容器１を備えている。そして、この横長の容器１の、図２において左方の供給側から排出側に向かってプレミックス領域ＰＭ、混練領域Ｍ、造粒領域Ｇの順に選定されている。プレミックス領域ＰＭは、混練領域Ｍと造粒領域Ｇとに比較して軸方向には短くなっている。このように領域が選定されている容器１の左方の端部寄りのプレミックス領域ＰＭにセメント系固化材と、乾燥状態の粉状の二酸化ケイ素を主成分とするシリカ源とが供給され、その右方の混練領域Ｍにおいて製鋼工程で発生するスラグと水とが供給されるようになっている。
【００１４】
そのために、容器１の左端部近傍の上方には、セメント等の供給口２が設けられている。この供給口２は、プレミックス領域ＰＭに対応している。また、容器１の右端部の下方すなわち造粒領域Ｇの下方には製品排出口３が設けられている。このセメント等の供給口２に対応して第１の投入シュート４が、製品排出口３に対応して製品排出シュート５がそれぞれ設けられている。プレミックス領域ＰＭにおける容器１の下方には、プレミックス品排出口６が設けられ、この排出口６に対応してプレミックス堆積ヤード７が設けられている。また、混練領域Ｍには、スラグ投入シュート８と水添加用ノズル１０、１０、…と、混練品排出口９が設けられている。混練品排出口９の下方に混練品排出ヤード９’が配置されている。
【００１５】
このように、セメント等の供給口２、製品排出口３等が設けられている容器１の両サイドは第１、２の側壁１１、１２により閉鎖されている。そして、容器１の左方よりの位置に、プレミックス領域ＰＭと混練領域Ｍとを区画するプレミックス部堰板２０ｋが取り付けられている。プレミックス部堰板２０ｋは、容器１を横切り閉鎖する形で取り付けられ、本実施の形態では、図３の（イ）に示されているように、２個の材料通過孔２１、２１が、軸心を中心として上下に分かれて、略三角形を呈するようにして明けられている。これらの材料通過孔２１、２１の開口面積は、左右方向にスライド可能な調節板２２、２２で調節されるが、そのためにこれらの調節板２２、２２の左端部にはネジ棒２３、２３が取り付けられている。一方、容器１の外側には、その内部に雌ネジが形成されているナット２４、２４が固定されている。そして、前記ネジ棒２３、２３は、ナット２４、２４にそれぞれ螺合している。
【００１６】
したがって、ネジ棒２３、２３の上端部に取り付けられているハンドル２５、２５を正逆方向に回すと、ネジ棒２３、２３が図３の（イ）において左右方向に移動し、調節板２２、２２が左右方向にスライドし、材料通過孔２１、２１の開口面積が調節されることになる。また、混練領域Ｍと造粒領域Ｇとの間にも、前述したプレミックス部堰板２０ｋと同じ様な構造の混練部堰板２０ｐが設けられ、さらには造粒領域Ｇの排出側すなわち第２の側板１２側には造粒部堰板２０ｑが設けられている。造粒部堰板２０ｑも他の堰板２０ｋ、２０ｐと略同じ構造をしているが、この造粒部堰板２０ｑは電動モータ２６でその開度が自動調整されるようになっている。これらの堰板２０ｋ、２０ｐ、２０ｑの材料通過孔２１、２１の開度により、各領域ＰＭ、Ｍ、Ｇにおける滞留時間すなわちプレ混合度、混練度、造粒度が調整される。このように本実施の形態によると、堰板２０ｋ、２０ｐ、２０ｑには２個の材料通過孔２１、２１が明けられているので、後述する攪拌羽根３４、３４、…の回転方向に合わせて、一方の開口面積を広くし、他方を狭くする等の調節が自在にできる。なお、図３の（イ）に示されている実施の形態では、調節板２２、２２は左右方向にスライド的に駆動されるようになっているが、上下方向にスライドするように実施することもできる。
【００１７】
このように構成されている容器１の造粒領域Ｇの外周壁には、加熱ジャケット１５が設けられている。この加熱ジャケット１５は、容器１の外周壁と所定の間隔をおいて設けられ、容器１の外周壁と加熱ジャケット１５との間が加熱蒸気の流路となっている。加熱ジャケット１５の、図２において右方の下方端部には、蒸気コネクタ１６が取り付けられている。また、この蒸気コネクタ１６に対向して、加熱ジャケット１５の上方部には排気コネクタ１７が取り付けられている。蒸気コネクタ１６を介してスチーム供給管３８から供給される加熱蒸気あるいはスチームは、造粒領域Ｇにおける容器１の内部を加熱し、そして排気コネクタ１７から図示されないボイラ等の熱源へ還流され、そして熱源で再度加熱され蒸気コネクタ１６から加熱ジャケット１５内へ供給されるようになっている。また、加熱ジャケット１５の下方にはドレン管１８が取り付けられている。造粒領域Ｇには、造粒物から蒸発する水蒸気を排出するための排気管を取り付けることもできるが、このような排気管は図２には示されていない。
【００１８】
上記のように構成されている容器１の内部には、その軸心と同軸的に中空の回転軸３０が水平方向に設けられている。この中空の回転軸３０は、その両端は容器１から第１、２の側板１１、１２を通って外方へ出て、第１、２の軸受３１、３２により回転自在に軸受けされている。そして、第１の軸受３１の外側において、モータ２７により減速機構等を介して回転駆動されるようになっている。中空の回転軸３０の内部には、右方の第２の軸受３２の方からプレミックス部堰板２０ｋの近くに達するスチーム管３７が挿入されている。スチーム管３７は、第２の軸受３２の外側においてスチーム用ロータリジョイント３９に接続されている。このスチーム用ロータリジョイント３９は、入口ポートと出口ポートと備え、入口ポートはスチーム供給管３８に接続されている。出口ポートは、回転軸３０の内周面とスチーム管３７の外周面との間に形成されているスチーム戻りスペースに連通し、そしてスチーム排出管３８’に接続されている。したがって、スチーム供給管３８から加熱蒸気を供給すると、スチーム管３７によりプレミックス部堰板２０ｋの近くまで導かれ、そしてスチーム戻りスペースを通ってスチーム排出管３８’から排出される。このスチーム戻りスペースを流れる加熱蒸気により、回転軸３０は内部から加熱されることになる。なお、本実施の形態によると、モータ２７にはインバータが取り付けられており、回転軸３０はその回転速度が任意に調節できるようになっている。
【００１９】
このように回転速度が任意に調節される回転軸３０の、プレミックス領域ＰＭ、混練領域Ｍおよび造粒領域Ｇに位置する部分には、軸方向および回転角度方向に所定の間隔をおいて、図３の（ロ）に示されているように、複数個のアーム３３、３３、…が固定され、これらのアーム３３、３３、…に、図示の実施の形態では同じ形状をした攪拌羽根３４、３４、…が取り付けられている。攪拌羽根３４、３４、…は、本実施の形態では鋤形すなわちショベル形を呈し、セメント等からなる混合物はこれらの攪拌羽根３４、３４、…により、浮遊分散混合される。混練領域Ｍと造粒領域Ｇは、前述もしたようにプレミックス領域ＰＭに比較して軸方向に長い。したがって、攪拌羽根３４、３４、…の数も多く、充分に混練造核あるいは造粒乾燥されることになる。また、本実施の形態によると、容器１の各領域ＰＭ、Ｍ、Ｇの内部には、攪拌羽根３４、３４、…の他に、複数個のチョッパー羽根３５、３５、…が設けられている。これらのチョッパー羽根３５、３５、…は、図３の（ロ）に示されているように、容器１の下部近傍に、攪拌羽根３４、３４、…と干渉しない位置に設けられ、攪拌羽根３４、３４、…により持ち上げられ、そして落下してくるセメント、フライアッシュ、スラグ等の混合物を剪断、分散あるいは造粒するもので、外部に設けられているモータ３６により、攪拌羽根３４、３４、…とは関係なく独立的に比較的高速で回転駆動されるようになっている。
【００２０】
造粒領域Ｇに設けられているチョッパー羽根３５、３５、…は、他の領域ＰＭ，Ｍに設けられているチョッパー羽根３５、３５、…とは無関係に回転速度が制御されるようになっている。回転速度を制御することにより、例えばオン、オフすることにより、造粒物の粒径が調節される。回転速度を単にオン、オフ制御するように実施するときは、チョッパー羽根を着脱自在に設けることもできる。このように各領域ＰＭ，Ｍ，Ｇには、比較的高速で回転駆動されるチョッパー羽根３５、３５、…が設けられているので、回転軸３０を造粒作用に適した比較的低速度で回転駆動しても、セメント、スラグ等の混合物は充分に剪断、混合作用あるいは造粒作用を受けることになる。
【００２１】
次に、図１により材料供給装置の、セメント供給装置Ｓ、フライアッシュ供給装置Ｆ、スラグ供給装置ＳＬ等について説明する。セメント供給装置Ｓは、セメント供給ホッパ４０とセメント一時貯留ホッパ４５とセメントサイロ４７とから構成されている。セメント供給ホッパ４０は、ロードセル４１に支持され、その下端部にスクリュ、ロータリフイーダ等からなる定量供給装置４２が取り付けられている。そして、定量供給装置４２から排出されるセメントは、ホース４３を介して第１の投入シュート４から容器１に供給されるようになっている。セメント供給ホッパ４０がロードセル４１により支持されているので、セメント供給ホッパ４０に貯留されているセメントの単位時間当たりの減量が設定量になるように定量供給装置４２の例えばスクリュの回転速度を制御すると、セメントは所定量宛容器１に連続的に供給されることになる。このようなセメント供給ホッパ４０には、セメント一時貯留ホッパ４５が接続され、このセメント一時貯留ホッパ４５中のセメントは、ロータリフイーダ４６によりセメント供給ホッパ４０に適宜補給されるようになっている。このセメント一時貯留ホッパ４５とセメントサイロ４７は空気輸送管４８で接続され、セメントジェットパック車ＳＶからセメントサイロ４７に圧送されるセメントは、空気輸送管４８によりセメント一時貯留ホッパ４５に随時補給される。
【００２２】
フライアッシュ供給装置Ｆも前述したセメント供給装置Ｓと略同じように構成されている。すなわち、フライアッシュ供給ホッパ５０も、ロードセル５１に支持され、その下端部に定量供給装置５２が取り付けられている。そして、定量供給装置５２から排出されるフライアッシュは、ホース５３を介して第１の投入シュート４から容器１に供給されるようになっている。フライアッシュ供給ホッパ５０がロードセル５１により支持されているので、同様に定量供給装置５２の回転速度を制御すると、フライアッシュは所定量宛容器１に連続的に供給されることになる。フライアッシュ供給ホッパ５０には、フライアッシュ一時貯留ホッパ５５が接続され、このフライアッシュ一時貯留ホッパ５５中のフライアッシュは、ロータリフイーダ５６によりフライアッシュ供給ホッパ５０に適宜補給されるようになっている。このように構成されているフライアッシュ一時貯留ホッパ４５とフライアッシュサイロ５７は空気輸送管５８で接続され、ジェットパック車ＪＶからフライアッシュサイロ５７に圧送されるフライアッシュは、空気輸送管５８によりフライアッシュ一時貯留ホッパ５５に適宜補給される。
【００２３】
スラグ供給装置ＳＬは、ロードセル６１に支持されているスラグ供給ホッパ６０からなっている。スラグ供給ホッパ６０の下部には、ベルトフィーダ６２が設けられている。スラグ供給ホッパ６０もロードセル６１により支持されているので、前述したようにベルトフイーダ６２の速度を制御することにより、所定量宛のスラグを輸送シュート６３により容器１のスラグ投入シュート８へ供給することができる。スラグ供給ホッパ６０の上方には、スラグ一時貯留ホッパ６５が設けられている。このスラグ一時貯留ホッパ６５には、ショベルローダＳＶからスラググランドホッパ６６に供給されるスラグが、スラグベルトフィーダ６７によりスラグ破砕機６８に供給され、そして破砕機６８によりある程度の大きさに破砕されてからスラグ供給ベルトコンベヤ６９により、供給されるようになっている。
【００２４】
水供給装置Ｗは、水タンク７０からなっている。そして、この水タンク７０と水添加ノズル１０、１０、…は管路７１で接続され、この管路７１に水定量供給ポンプ７２と水流量計７３とが介装されている。この水流量計７３で計測される水の量が、設定値になるように水定量供給ポンプ７２の回転速度が例えばフイードバックにより制御される。なお、この設定値は、例えば湿潤状態のスラグの搬送路に設置されているオンライン水分測定器の測定値に基づいて、目標のスラグ粒度に適した含水率になるように、添加すべき不足分を演算した値である。
【００２５】
製品養生設備Ｙは、製品搬送ベルトコンベヤ８０、振分ベルトコンベヤ８１、複数個のヤードに区切られている養生ヤード８２、８２等からなっている。そして、これらの養生ヤード８２、８２には昇降旋回ベルトコンベヤ８３、８３がそれぞれ設けられている。製品搬送ベルトコンベヤ８０は、極力低速で運転され、搬送する間にも養生されるようになっている。昇降旋回ベルトコンベヤ８３は、昇降すると共に旋回もする支柱８４と、この支柱８４の上端部に傾斜して設けられている傾斜ベルトコンベヤ８５とからなっている。このように傾斜ベルトコンベヤ８５は傾斜して設けられているので、その上方端部と振分ベルトコンベヤ８１との間隔は小さい。したがって、振分ベルトコンベヤ８１から傾斜ベルトコンベヤ８５へ移送されるときの落下衝撃は小さく、スラグ造粒物が変形あるいは崩壊するようなことはない。また、傾斜ベルトコンベヤ８５が傾斜しているので、その排出下端部と養生ヤード８２の底部との間隔も小さい。したがって、養生ヤード８２へ排出されるときの衝撃も小さい。このように衝撃を小さくして、所定量のスラグ造粒物を傾斜ベルトコンベヤ８５を昇降あるいは旋回させて一方の養生ヤード８２に均等に積み込む。次いで、振分ベルトコンベヤ８１により振り分けて、同様にして他方の養生ヤード８２に均等に積み込む。
【００２６】
なお、図１中の他の符号「ＬＳ」は、セメント一時貯留ホッパ４５、水タンク７０、養生ヤード８２等のそれぞれに設けられているレベルセンサを示している。これらのレベルセンサＬＳの検出信号に基づいて、供給量、堆積量等が適宜制御される。
【００２７】
次に、上記実施の形態に係わるスラグ造粒物の製造装置の作用について説明する。なお、本実施の形態に係わるスラグ造粒物の製造装置は制御装置も備え、自動的に造粒することができるが、以下主として手動的に造粒する例について説明する。
【００２８】
モータ２７により回転軸３０を比較的低速で駆動する。さらには、加熱ジャケット１５に、水の蒸発温度より高い温度に加熱されている加熱蒸気を供給する。同様に、スチーム管３７にも加熱蒸気を供給する。そうして、セメント供給装置Ｓから例えば高炉セメントを所定量宛第１の投入シュート４を介して容器１内に供給する。また、フライアッシュ供給装置Ｆからフライアッシュすなわち二酸化ケイ素を主成分とするシリカ源を所定量宛第１の投入シュート４を介して容器１内に供給する。セメントとフライアッシュは、容器１のプレミックス領域ＰＭ内において、攪拌羽根３４、３４、…により持ち上げられ、そして落下して予備混合される。このとき、主としてチョッパー羽根３５、３５、…により、投入された材料は、短時間で剪断・分散・混合される。プレミックス領域ＰＭに滞留する時間すなわちプレミックスの度合いは、プレミックス部堰板２０ｋの開度２１、２１で調整する。
【００２９】
充分に予備混合された材料は、主として、攪拌羽根３４、３４、…の作用により、プレミックス部堰板２０ｋの通過孔２１、２１を通って、混練領域Ｍに連続的に送られる。この混練領域Ｍに、スラグ供給装置ＳＬから所定量宛のスラグを供給する。また、この混練領域Ｍに、水供給装置Ｗから水添加用ノズル１０、１０、…を介して所定量宛の水を添加する。このときの水の添加量は、前述したように目標のスラグ粒度に適した含水率になるような量である。水が添加された材料は攪拌羽根３４、３４、…とチョッパ羽根３５、３５、…の攪拌、分散作用により凝集と崩壊とが繰り返され、造粒物の核が形成される。このとき、混練部堰板２０ｐの開度により滞留時間が制御され、またプレミックス領域ＰＭよりも多く設けられている攪拌羽根３４、３４、…と高速で回転駆動されるチョッパ羽根３５、３５、…の攪拌エネルギが材料に与えられ、短時間に多数の核が形成される。
【００３０】
このとき、材料には水が添加されているので、回転軸３０の表面に付着しようとするが、回転軸３０は加熱蒸気により蒸発温度近くまで加熱され、ドライ状態となっている。したがって、材料は付着しない。これにより、定期的に付着物を手動的に落とす清掃・点検が不要となり、連続操業ができ、生産性が向上する。
【００３１】
核が形成され、そして核と混在した材料は、撹拌羽根３４、３４、…により、混練部堰板２０ｐの通過孔２１、２１を通って下流側の造粒領域Ｇへと連続的に送られる。この造粒領域Ｇにおいて、回転軸３０に取り付けられている攪拌羽根３４、３４、…により攪拌される。攪拌されることにより滲み出た水分により、核の外周面に材料が付着し、あるいは核同志が付着し造粒される。滞留時間の増加と共に粒径は大きくなる。造粒されるとき表面に滲み出る水分は蒸発する。蒸発して製品となって製品排出シュート５から連続的に排出される。このとき、所定径の造粒物を得るためには、所定時間の転動操作が必要で、そのために造粒部堰板２０ｑの開度が電動モータ２６で制御される。また、チョッパ羽根３５、３５…の回転速度を制御する。例えば、５ｍｍ以下の粒径の砂状製品を得るときは、チョッパ羽根３５、３５…は、そのまま運転し、５ｍｍ以上の製品を得るときは停止する。
【００３２】
このとき、造粒羽根３４、３４、…の、回転軸３０の軸方向の取り付け間隔は、例えば１８０度になっているので、壊れやすい造粒物も壊れることなく、所定大きさに造粒され、製品排出シュート５から排出される。本実施の形態によると、造粒領域Ｇはその外周部から加熱されるようになっているので、造粒中にスラグ造粒物の表面に滲み出る水分は蒸発する。したがって、排出シュート５から排出されるスラグ造粒物が再度付着するようなことはない。付着しないので、いたずらに大径の塊になることもなく、その後の養生工程が容易になる。また、付着しないので、所定の粒径の高品位のスラグ造粒物が得られる。
【００３３】
上記のようにして、製品排出シュート５から排出されるスラグ造粒物は、製品搬送ベルトコンベヤ８０上に落下供給される。製品搬送ベルトコンベヤ８０上でも養生される。そして、振分ベルトコンベヤ８１により、所定の昇降旋回ベルトコンベヤ８３に振り分けられ、そして所定の養生ヤード８２、８２に振り分け積み上げられる。本実施の形態によると、傾斜ベルトコンベヤ８５は、傾斜して一方の端部は高く、そして他端部は低くなっているので、振分ベルトコンベヤ８１との間隔も、養生ヤード８２、８２の底部との間隔も小さい。したがって、落下供給されるときの衝撃は小さく、スラグ造粒物が変形するようなことがなく、高品位の製品が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の実施の形態に係わるスラグ造粒物の製造装置を模式的に示す概略図である。
【図２】本発明の実施の形態に係わる混練造粒装置を模式的に示す断面図である。
【図３】本発明の実施の形態の要部を模式的に示す図で、その（イ）はプレミックス部堰板を示す側面図、その（ロ）は図２においてローロ方向に見た図に相当する模式的側面図である。
【符号の説明】
【００３５】
Ａ    混練造粒装置              Ｓ    セメント供給装置
Ｆ    フライアッシュ供給装置  ＳＬ    スラグ供給装置
Ｗ    水供給装置                Ｙ    製品養生設備
ＰＭ    プレミックス領域          Ｍ    混練領域      
Ｇ    造粒領域
１    横長の容器                ４    第１の投入シュート
５    製品排出シュート          ８    スラグ投入シュート
１０    水添加ノズル            １５    加熱ジャケット    
３０    回転軸                  ３４    攪拌羽根   
３５    チョッパ羽根            ３７    スチーム管              
８２    養生ヤード              ８３    昇降旋回ベルトコンベヤ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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