(57)【要約】【課題】セメント焼成装置の安定運転を維持しながら、低コストでセメントクリンカのＳＯ3含有率を高める。【解決手段】廃石膏ボードＷを破砕し、破砕物ＣＷを粗粒Ｃと細粒Ｆとに分級し、細粒をセメントキルンの窯前から吹き込みノズルを介して吹き込むにあたり、細粒の平均吹き込み位置をセメントキルンの１３００℃以上１４００℃未満の領域とするセメントクリンカの焼成方法。焼成温度が１３００℃〜１４００℃の場合には、石膏中のＳＯ3の大部分がクリンカへ固溶し、焼成温度が１４５０℃の場合には、焼成前後でクリンカのＳＯ3含有率にあまり変化がなく、石膏中のＳＯ3の大部分が揮発してしまう。吹き込みノズルにおける吹き込み速度を調整することで細粒の平均吹き込み位置を前記領域にすることができ、細粒を粉砕又は造粒した後、吹き込みノズルを介して細粒の平均吹き込み位置が前記領域になるように吹き込むことができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
廃石膏ボードを破砕し、
該破砕物を粗粒と細粒とに分級し、
該細粒をセメントキルンの窯前から吹き込みノズルを介して吹き込むにあたり、該細粒の平均吹き込み位置を該セメントキルンの１３００℃以上１４００℃未満の領域とすることを特徴とするセメントクリンカの焼成方法。
【請求項２】
前記吹き込みノズルにおける吹き込み速度を調整することで前記細粒の平均吹き込み位置を前記領域にすることを特徴とする請求項１に記載のセメントクリンカの焼成方法。
【請求項３】
前記細粒を粉砕又は造粒した後、前記吹き込みノズルを介して前記細粒の平均吹き込み位置が前記領域になるように吹き込むことを特徴とする請求項１又は２に記載のセメントクリンカの焼成方法。
【請求項４】
廃石膏ボードを破砕する破砕機と、
該破砕機から排出された破砕物を粗粒と細粒とに分級する分級機と、
該細粒をセメントキルンの窯前から吹き込むために設けられ、該細粒の平均吹き込み位置を該セメントキルンの１３００℃以上１４００℃未満の領域とする吹き込みノズルとを備えることを特徴とするセメントクリンカの焼成装置。
【請求項５】
前記吹き込みノズルの前段に設けられ、前記細粒を粉砕する粉砕装置と、
該粉砕装置によって粉砕された粉砕物を前記吹き込みノズルへ搬送する搬送装置とを備えることを特徴とする請求項４に記載のセメントクリンカの焼成装置。
【請求項６】
前記吹き込みノズルの前段に設けられ、前記細粒を造粒する造粒装置と、
該造粒装置によって造粒された造粒物を前記吹き込みノズルへ搬送する搬送装置とを備えることを特徴とする請求項４に記載のセメントクリンカの焼成装置。
【請求項７】
前記吹き込みノズルは、前記セメントキルンに主燃料を吹き込む主バーナの一部であることを特徴とする請求項４、５又は６に記載のセメントクリンカの焼成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、セメントクリンカの焼成にあたり、廃石膏ボードを利用してセメントクリンカに必要なＳＯ3成分を確保する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
セメントクリンカの焼成では、クリンカ中のＳＯ3含有率をある程度高くするように調整することが望ましい場合があり、例えば、早強セメントクリンカの焼成では、ＳＯ3含有率を高めることで初期強度発現性のよいクリンカが得られる。
【０００３】
一方、新築・解体工事の建築現場から、建築物の壁や天井材等に使用される石膏ボードの廃材が発生する。これらの廃石膏ボードのうち解体系廃材は、その一部がセメント用原料や地盤安定化資材として有効利用されているが、大部分は埋立処分されている。今後、最終処分場の確保が困難な状況下では、廃石膏ボードの再資源化は重要課題である。
【０００４】
そこで、例えば、特許文献１には、クリンカ中のＳＯ3含有率を高めるため、廃石膏ボードの粉末や、排脱石膏及び無水石膏等の石膏をセメントキルンの窯前から吹き込みノズルを用いて空気流により吹き込む技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−０２６１７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、上記特許文献１に記載の方法では、石膏をセメントキルンの窯尻から投入する場合よりも石膏中のＳＯ3の揮発を抑制してクリンカのＳＯ3含有率を高め、セメント焼成装置の安定運転を保ったまま廃棄物の有効利用量を増大させることが可能であるが、セメントキルン内の焼成雰囲気によってはクリンカのＳＯ3含有率が低下するおそれがあった。
【０００７】
また、上記特許文献１に記載の方法では、廃石膏ボードの全量を粉末状に粉砕するために多量のエネルギーを要するという問題があった。
【０００８】
そこで、本発明は、上記従来技術における問題点に鑑みてなされたものであって、セメント焼成装置の安定運転を維持しながら、低コストでセメントクリンカのＳＯ3含有率を高めることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明は、セメントクリンカの焼成方法であって、廃石膏ボードを破砕し、該破砕物を粗粒と細粒とに分級し、該細粒をセメントキルンの窯前から吹き込みノズルを介して吹き込むにあたり、該細粒の平均吹き込み位置を該セメントキルンの１３００℃以上１４００℃未満の領域とすることを特徴とする。吹き込む細粒の粒度分布に広がりがあり、吹き込んだ細粒の全量を上記温度領域に吹き込むことは困難であるため、吹き込んだ細粒の吹き込み位置の平均値が上記温度領域に入ればよい。
【００１０】
本発明によれば、廃石膏ボードの細粒の平均吹き込み位置を１３００℃以上１４００℃未満の領域に特定したため、セメント焼成装置の安定運転を維持しながら、セメントクリンカのＳＯ3含有率を高めることができる。また、破砕物を分級して得られた細粒のみをセメントキルンの窯前から吹き込むため、廃石膏ボードの全量を粉末状に粉砕する場合に比較して粉砕に要するエネルギーが激減し、処理コストを大幅に低減することができる。
【００１１】
上記セメントクリンカの焼成方法において、前記吹き込みノズルにおける吹き込み速度を調整することで前記細粒の平均吹き込み位置を前記領域にすることができる。また、前記細粒を粉砕又は造粒した後、前記吹き込みノズルを介して前記細粒の平均吹き込み位置が前記領域になるように吹き込むことができる。これらによれば、廃石膏ボードの細粒の平均吹き込み位置を容易に調整することができる。
【００１２】
また、本発明は、セメントクリンカの焼成装置であって、廃石膏ボードを破砕する破砕機と、該破砕機から排出された破砕物を粗粒と細粒とに分級する分級機と、該細粒をセメントキルンの窯前から吹き込むために設けられ、該細粒の平均吹き込み位置を該セメントキルンの１３００℃以上１４００℃未満の領域とする吹き込みノズルとを備えることを特徴とする。
【００１３】
本発明によれば、廃石膏ボードの細粒の平均吹き込み位置を１３００℃以上１４００℃未満の領域に特定したため、セメント焼成装置の安定運転を維持しながら、セメントクリンカのＳＯ3含有率を高めることができる。また、破砕物を分級して得られた細粒のみをセメントキルンの窯前から吹き込むため、廃石膏ボードの全量を粉末状に粉砕する場合に比較して粉砕に要するエネルギーが激減し、処理コストを大幅に低減することができる。
【００１４】
上記セメントクリンカの焼成装置において、前記吹き込みノズルの前段に設けられ、前記細粒を粉砕する粉砕装置と、該粉砕装置によって粉砕された粉砕物を前記吹き込みノズルへ搬送する搬送装置とを備えるように構成することができる。これにより、廃石膏ボードの細粒の平均吹き込み位置を容易に調整することができる。
【００１５】
前記吹き込みノズルの前段に設けられ、前記石膏を造粒する造粒装置と、該造粒装置によって造粒された造粒物を前記吹き込みノズルへ搬送する搬送装置とを備えるように構成することができる。これにより、廃石膏ボードの細粒の平均吹き込み位置を容易に調整することができる。
【００１６】
前記吹き込みノズルを、前記セメントキルンに主燃料を吹き込む主バーナの一部とすることができる。主燃料の吹き込みと、細粒の吹き込みを１つのバーナで行うことで、設備コストや運転コストを低減することができる。
【発明の効果】
【００１７】
以上のように、本発明によれば、セメント焼成装置の安定運転を維持しながら、低コストでセメントクリンカのＳＯ3含有率を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明に係るセメントクリンカの焼成装置の一実施の形態を示す概略図である。
【図２】焼成雰囲気とクリンカのＳＯ3含有率の関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
次に、本発明に係るセメントクリンカの焼成装置の一実施の形態について、図１を参照しながら説明する。
【００２０】
本発明に係るセメントクリンカの焼成装置１は、廃石膏ボードＷを破砕する破砕機２と、破砕機２から排出された破砕物ＣＷを粗粒Ｃと細粒Ｆとに分級する分級機３と、セメントキルン４と、セメントキルン４の窯前から微粉炭等の主燃料を吹き込む主バーナ４ａと、セメントキルン４の窯前から所定の焼成雰囲気（領域）に細粒Ｆを吹き込む吹き込みノズル４ｂと、粗粒Ｃをセメントキルン４に付設されたクリンカクーラに投入する投入装置５とで構成される。
【００２１】
破砕機２は、粉砕ロールやハンマーを用いたもの、回転刃に破砕対象物を押しつけて削り取るように破砕する一軸破砕機等を用いることができ、複数の異なる型の破砕機を直列に配置してもよい。
【００２２】
分級機３は、篩い選別機、風力選別機等の比重差選別機等を用いることができ、分級点を例えば５ｍｍに設定する。この分級点は、５ｍｍ以上３０ｍｍ以下程度に設定することができる。
【００２３】
吹き込みノズル４ｂは、細粒Ｆの平均吹き込み位置がセメントキルン２の１３００℃以上１４００℃未満の領域になるように細粒Ｆを窯前から吹き込むために設けられる。この吹き込みノズル４ｂは、細粒Ｆの平均吹き込み位置を調整するため、吹き込み速度（吐出空気量等）を調整可能なブロワ等を備える。尚、この吹き込みノズル４ｂを主バーナ４ａの一部となるように一体に構成し、共通のブロワ等を用いて主燃料の微粉炭等と共に細粒Ｆを吹き込むこともできる。
【００２４】
次に、上記セメントクリンカの焼成装置１の試験例について説明する。
【００２５】
クリンカに、上記細粒Ｆに相当する石膏（ＣａＳＯ4）を０．５質量％−ＳＯ3／ｃｌｉ、すなわちクリンカに対してＳＯ3が０．５質量％となるようにＣａＳＯ4を添加し、電気炉で所定の焼成雰囲気下で１０分間焼成し、焼成後の固相のＳＯ3の分配状況を調べた。
【００２６】
図２に示すように、常温では、一番左の棒グラフに示すように、ＣａＳＯ4とクリンカの各々にＳＯ3が存在したが、焼成によってＣａＳＯ4とクリンカとが反応し、ＣａＳＯ4に含まれていたＳＯ3の一部がクリンカ中に固溶し、その他が揮発した。
【００２７】
ここで、焼成温度が１３００℃及び１４００℃の場合には、石膏中のＳＯ3の大部分がクリンカへ固溶し、焼成温度が１３００℃の方が固溶率が高い。一方、焼成温度が１４５０℃の場合には、焼成前後でクリンカのＳＯ3含有率にあまり変化がなく、石膏中のＳＯ3の大部分が揮発してしまうことが判る。
【００２８】
以上のように、本実施の形態によれば、廃石膏ボードＷの細粒Ｆの平均吹き込み位置をセメントキルン４の１３００℃以上１４００℃未満の焼成雰囲気にすることで、セメント焼成装置の安定運転を維持しながら、セメントクリンカのＳＯ3含有率（クリンカへの固溶量）を高めることができる。また、破砕物ＣＷを分級して得られた細粒Ｆのみをセメントキルン４の窯前から吹き込むため、廃石膏ボードＷの全量を粉末状に粉砕する場合に比較して粉砕に要するエネルギーが激減し、処理コストを大幅に低減することができる。
【００２９】
尚、上記実施の形態において、細粒Ｆの径が所望のものではない場合には、吹き込みノズル４ｂによる細粒Ｆの吹き込み位置を調整するため、分級機３と吹き込みノズル４ｂの間に粉砕装置や造粒装置を設けることができる。
【符号の説明】
【００３０】
１  セメントクリンカの焼成装置
２  破砕機
３  分級機
４  セメントキルン
４ａ  主バーナ
４ｂ  吹き込みノズル
５  投入装置
Ｃ  粗粒
ＣＷ  破砕物
Ｆ  細粒
Ｗ  廃石膏ボード
【図１】
2017137216.tif 000003
【図２】
2017137216.tif 000004