(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
砕石プラントにおける２次破砕物からなる原料を，所定のサイズ範囲の上限以下になるまでローラミルで繰り返し破砕することにより砕砂と砕石とを同時に生産する骨材生産方法であって，
前記原料を上記ローラミルに投入して破砕する破砕工程と，
上記破砕工程で得られた破砕物を，５ｍｍを下限とする上記所定サイズ範囲の砕石と，上記所定サイズ範囲の上限より大きな破砕物と，上記所定サイズ範囲の下限より小さな５ｍｍ以下の破砕物とに分級し，上記所定サイズ範囲の上限より大きな破砕物を上記ローラミルへと再投入し，且つ上記５ｍｍを下限とする上記所定サイズ範囲の砕石を更に粉砕することなくそのまま取り出す砕石取得工程と，
所定の分級手段により，上記砕石取得工程で分級された上記所定サイズ範囲の下限より小さな破砕物より微粉を取り除いて砕砂を取り出す砕砂取得工程とを備え，
上記分級手段により取り出した砕砂を前記砕石取得工程で取り出された前記砕石とは混合することなく別に貯留してなることを特徴とする骨材生産方法。
【請求項２】
前記原料の最大寸法の下限値が，前記砕石取得工程で得られる砕石の最大粒径以上となるように上記原料の選定と砕石取得工程における分級レベルが設定されてなる請求項１に記載の骨材生産方法。
【請求項３】
砕石プラントにおける２次破砕物からなる原料を，所定のサイズ範囲の上限以下になるまでローラミルで繰り返し破砕することにより砕砂と砕石とを同時に生産する骨材生産装置であって，
前記原料を上記ローラミルに投入して破砕する破砕手段と，
上記破砕手段で得られた破砕物を，５ｍｍを下限とする上記所定サイズ範囲の砕石と，上記所定サイズ範囲の上限より大きな破砕物と，上記所定サイズ範囲の下限より小さな５ｍｍ以下の破砕物とに分級し，上記所定サイズ範囲の上限より大きな破砕物を上記ローラミルへと再投入し，且つ上記５ｍｍを下限とする上記所定サイズ範囲の砕石を更に粉砕することなくそのまま取り出す砕石取得手段と，
所定の分級手段により，上記砕石取得手段で分級された上記所定サイズ範囲の下限より小さな破砕物より微粉を取り除いて砕砂を取り出す砕砂取得手段とを備え，
上記分級手段により取り出した砕砂を前記砕石取得手段で取り出された前記砕石とは混合することなく別に貯留してなることを特徴とする骨材生産装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は，コンクリート等に用いられる骨材を，採石などの破砕により生産する骨材の生産方法及びその装置に係り，特にローラミルを用いた骨材の生産方法及びその装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年における天然の骨材（砂利，砂）の枯渇化や採取制限などに伴い，採石を破砕して生産される人工の骨材（砕石，砕砂）の需要はますます増大している。このような原料の破砕による骨材の生産には，例えば，原料とロッド（鋼棒）が投入されたミル胴体を回転させ，上記ロッドを落下させて原料に衝撃と摩擦を与えることにより原料を破砕するロッドミルなどが従来から広く用いられてきた。しかしながら，上記ロッドミルの場合，ロッドによる衝撃破砕であるため，振動や騒音が大きく，また得られる砕石，砕砂の粒形は天然のものに比べて悪く，更にランニングコストが高いなど，その性能は必ずしも満足できるものではなかった。
そこで，低振動，低騒音，低ランニングコストで粒形の良い砕砂が得られるローラミルタイプの破砕機が注目されている。このようなローラミルタイプの破砕機を用いた砕砂製造方法が，例えば特開平７−５１５９１号公報に提案されている。この砕砂製造方法は，粒度３０−０ｍｍ，或いは５−２．５ｍｍ程度の比較的細かい原料をローラミルに投入し，砕砂を製品として得るものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら，上記従来のローラミルを用いた骨材生産方法は，砕砂のみを製品として取り出す用途にしか用いられていなかったため，製品歩留りは５０〜６０％程度の低い値に留まっており，原料サイズが大きいほどその値は低くなっていた。従って，プラントの合理化のためにサイズが大きな原料を用いようとすると，歩留りは悪くなり，逆に効率を悪くしてしまう問題があった。
また，例えば砕砂製品に加えて，更に砕石製品を取り出す場合には，例えば図４に示すようなプラントを組むことで対応していた。
図４に示すプラントＡ０では，まずサージパイル５１から供給された最大３００ｍｍ程度の原料を，２次コーンクラッシャ５２により最大８０〜６０ｍｍ程度まで破砕して篩５３で分級し，比較的大きなサイズの破砕物を再度３次コーンクラッシャ５４で破砕し，２０−０ｍｍ程度の破砕物を得る。コーンクラッシャによる破砕物は一般に粒形が悪い（角張っている）ため，上記篩５３の篩下の一部（更にその一部は路盤材として用いられる場合もある）と上記３次コーンクラッシャ５４で得られた破砕物は，その一部が整粒機５５によって形が整えられた後，２０−５ｍｍの砕石製品が取り出される。また，上記整粒機５５に送られなかった残りの破砕物は，ローラミル５６で破砕され，湿式分級機５７により微粉が洗い流されて製品砕砂が取り出される。
以上のように，上記従来のローラミルを用いた骨材生産方法を用いて砕砂製品と砕石製品とを取り出す場合には，２次コーンクラッシャで得られた最大８０〜６０ｍｍ程度の原料から砕石製品及び砕砂製品を得るまでに，３次コーンクラッシャ，整粒器，ローラミルの３台の破砕機を具備する非常に大がかりなプラントが必要となる。
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり，その目的とするところは，プラントの構成を合理化しつつ，砕砂製品と砕石製品とを効率的に生産することが可能な骨材生産方法及びその装置を提供することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明の方法は，砕石プラントにおける２次破砕物からなる原料を，所定のサイズ範囲の上限以下になるまでローラミルで繰り返し破砕することにより砕砂と砕石とを同時に生産する骨材生産方法であって，前記原料を上記ローラミルに投入して破砕する破砕工程と，上記破砕工程で得られた破砕物を，５ｍｍを下限とする所定サイズ範囲の砕石と，上記所定サイズ範囲の上限より大きな破砕物と，上記所定サイズ範囲の下限より小さな５ｍｍ以下の破砕物とに分級し，上記所定サイズ範囲の上限より大きな砕石を上記ローラミルへと再投入し，且つ上記５ｍｍを下限とする所定サイズ範囲の砕石を更に粉砕することなくそのまま取り出す砕石取得工程と，所定の分級手段により，上記砕石取得工程で分級された上記所定サイズ範囲の下限より小さな粉砕物より微粉を取り除いて砕砂を取り出す砕砂取得工程とを備え，上記分級手段により取り出した砕砂を前記砕石取得工程で取り出された前記砕石とは混合することなく別に貯留してなることを特徴とする骨材生産方法として構成されている。
このように構成することにより，例えば２次破砕物を原料として砕石製品及び砕砂製品を，ローラミルのみを用いて同時に取り出すことが可能となり，プラントの構成を合理化することができると共に，両製品を合わせた歩留りを高くできるため，効率的な骨材生産を行うことが可能となる。
ここに前記原料の最大寸法の下限値が，前記砕石取得工程で得られる砕石の最大粒径以上となるように上記原料の選定と砕石取得工程における分級レベルが設定されてなることが望ましい。
また，上記目的を達成するために本発明の装置は，砕石プラントにおける２次破砕物からなる原料を，所定のサイズ範囲の上限以下になるまでローラミルで繰り返し破砕することにより砕砂と砕石とを同時に生産する骨材生産装置であって，前記原料を上記ローラミルに投入して破砕する破砕手段と，上記破砕手段で得られた破砕物を，５ｍｍを下限とする上記所定サイズ範囲の砕石と，上記所定サイズ範囲の上限より大きな破砕物と，上記所定サイズ範囲の下限より小さな５ｍｍ以下の破砕物とに分級し，上記所定サイズ範囲の上限より大きな破砕物を上記ローラミルへと再投入し，且つ上記５ｍｍを下限とする上記所定サイズ範囲の砕石を更に粉砕することなくそのまま取り出す砕石取得手段と，所定の分級手段により，上記砕石取得手段で分級された上記所定サイズ範囲の下限より小さな破砕物より微粉を取り除いて砕砂を取り出す砕砂取得手段とを備え，上記分級手段により取り出した砕砂を前記砕石取得工程で取り出された前記砕石とは混合することなく別に貯留してなることを特徴とする骨材生産装置として構成されている。
上記骨材生産方法は，全てこの装置上で実現可能である。
【０００５】
【発明の実施の形態】
以下，添付図面を参照して本発明の実施の形態及び実施例につき説明し，本発明の理解に供する。尚，以下の実施の形態及び実施例は，本発明を具体化した一例であって，本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。
ここに，図１は本発明の実施の形態に係るプラントＡ１の概略構成を示すブロック図，図２は上記プラントＡ１におけるローラミル８の詳細構成を示す側面要部断面図，図３は上記ローラミル８における，動力原単位と砕砂，２０−５砕石の生産比率との関係を示したグラフである。
【０００６】
本実施の形態に係るプラントＡ１は，本発明に係る骨材生産装置を，２０−５ｍｍ砕石製品と砕砂製品とを生産する砕石プラントとして具体化したものであり，図１に示すような全体構成を有する。また，このプラントＡ１の主要構成要素であるローラミル８は図２に示すように構成されている。
まず，図２を用いて上記ローラミル８の構成及び破砕動作について簡単に説明する。
ローラミル８は，直円筒状のハウジング２１を有する。ハウジング２１内には，鉛直回転軸を有するテーブル２２が配置される。このテーブル２２は，その下方に設けられた減速機２３を介してモータ２４によって回転駆動される。
上記テーブル２２上には，周方向に間隔をあけて複数のローラ２５が，その周面を上記テーブル２２に近接させた状態で配置される。上記ローラ２５は，その回転軸を上記テーブル２２の半径方向に向けてアーム２６に枢支される。上記アーム２６は水平回転軸２８を有するスイングレバー２７と一体的に構成されており，上記スイングレバー２７の下端部には油圧シリンダ２９が接続される。従って，上記ローラ２５は上記油圧シリンダ２９の伸縮に応じて上記水平回転軸２８を中心に揺動される。上記油圧シリンダ２９を縮小すると，上記ローラ２５は上記テーブル２２の上面に向かって押し付けられる。
上記ハウジング２１内上部には，上記テーブル２２の回転軸に一致して投入シュート３０が設けられている。被破砕物（原料）である採石は，この投入シュート３０内に，矢印Ｙ１のように投入され，回転駆動される上記テーブル２２の中央部に供給される。上記テーブル２２の中央部に供給された被破砕物は，遠心力によって上記テーブル２２の半径方向に移動し，上記テーブル２２と上記ローラ２５との間の隙間に噛み込まれる。
上記テーブル２２と上記ローラ２５との間で破砕された破砕物は，テーブル２２の遠心力によって更に外方に運ばれ，上記テーブル２２の外周に沿って上向きに突設されたダム２２ａを超えてケーシング３１上に落下する。ケーシング３１上に落下した破砕物は，上記テーブル２２に取り付けられたスクレーパ２２ｂにより掻き取られ，上記ケーシング３１上に設けられた図外の排出シュートから排出される。
【０００７】
続いて，図１を用いて，プラントＡ１の全体構成，及び処理の流れについて説明する。本プラントＡ１は，上述した図４に示すプラントＡ０における３次コーンクラッシャ５４，整粒器５５，ローラミル５６の３台の破砕機を１台のローラミル８に置き換えた上で，上記プラントＡ０と同様の処理（２０−５ｍｍ砕石製品と砕砂製品の生産）を可能としたものである。
図１に示すプラントＡ１では，まずサージパイル１からフィーダ２を介して供給された最大３００ｍｍ程度の原料が，２次コーンクラッシャ３で最大８０〜４０ｍｍまで破砕される。得られた破砕物は，必要に応じてその一部が篩４で篩われてその篩下が路盤材５として取り出され，残りがホッパ６に投入される。ホッパ６に投入された最大８０〜４０ｍｍの破砕物は，フィーダ７を介して上述したローラミル８に所定の投入量に基づいて投入される。上記ローラミル８は，所定の動力原単位で運転され，投入された原料の破砕処理が行われる。ここで，上記ホッパ６，フィーダ７，及びローラミル８により破砕手段の一例が構成される。上記ローラミル８から排出された破砕物は，図１に１点鎖線で囲った２つの分級装置２１，２２の何れかで処理される。２１はエアセパレータ１０を用いた乾式の分級装置であり，２２は湿式分級機１２を用いた湿式の分級装置である。実際には通常これらの内のいずれか一方のみが設置される。
乾式分級装置２１を用いる場合には，上記ローラミル８から排出された破砕物は分級器９（砕石取得手段の一例）で分級され，２０ｍｍ（所定範囲の上限の一例）以上のものは再度上記ホッパ６へ投入され，２０〜５ｍｍ（所定範囲の一例）のものは２０−５ｍｍの砕石製品として取り出され，５ｍｍ（所定範囲の下限の一例）以下のものはエアセパレータ１０に投入される。エアセパレータ１０（砕砂取得手段の一例）では，空気により破砕物から微粉（−７５μｍ程度）が取り除かれ，砕砂製品として取り出される。
一方，湿式分級装置２２を用いる場合には，上記ローラミル８から排出された破砕物は分級器１１（砕石取得手段の一例）で分級され，２０ｍｍ（所定範囲の上限の一例）を超えるものは再度上記ホッパ６へ投入され，２０〜５ｍｍ（所定範囲の一例）のものは２０−５ｍｍの砕石製品として取り出され，５ｍｍ（所定範囲の下限の一例）以下のものは湿式分級機１２に投入される。湿式分級機１２（砕砂取得手段の一例）では，水を用いて破砕物から微粉（−７５μｍ程度）が濁水として取り除かれ，砕砂製品が取り出される。
ここで，最大原料寸法の下限は砕石製品の最大粒径以上が好ましい。原料最大寸法の下限を砕石製品の最大粒径以下とした場合，所定の粒度規格を満たさない。尚，原料最大寸法の上限は，ローラによって噛込可能な寸法以下とすればよい。
【０００８】
続いて，製品として取り出される砕石と砕砂との比率について説明する。
最終的に取り出される２０−５ｍｍ砕石製品と砕砂製品との比率は，ローラミル８の原料投入量ベースの動力原単位を変化させることで調整できる。これは，例えば動力原単位を下げると砕砂の生産比率が低くなり，砕石の生産比率が高くなるためである。図３は，動力原単位を変化させたときの砕砂製品と２０−５ｍｍ砕石製品それぞれの全体量に対する生産量の変化を，４０−０，４０−２０，８０−０の３種類の原料について示したものである。例えば，４０−０原料の場合，動力原単位が１ｋＷｈ／ｔｏｎの時に砕石と砕砂との生産比率は１：１（両者とも約４４％）であり，動力原単位を上げるに従って砕砂の比率が上昇し，砕石の比率が下降している。その他の原料についてもその傾向は変わらない。図３より，本プラントＡ１の場合，動力原単位を１〜８ｋＷｈ／ｔｏｎの範囲で調整することにより，２０−５ｍｍ砕石製品と砕砂製品との比率を１：１〜１：３の範囲で生産することが可能であることがわかる。
尚，上記ローラミル８の動力原単位は，例えばローラ２５による加圧力，テーブル２２の回転数，ダム２２ａの高さ，原料のフィード量などを調整することにより変化させることが可能である。即ち，上記ローラ２５による加圧力，テーブル２２の回転数，ダム２２ａの高さ，原料のフィード量のうちの少なくとも１つを調整することにより，上記砕石と砕砂との生産比率を調整することが可能である。
【０００９】
次に，プラントＡ１のローラミル８における製品の歩留りについて検証する。図３より明らかなように，砕砂，砕石を合わせた製品の歩留り（砕砂製品率と２０−５製品率の和）はそれぞれ８７〜８８％，７６〜８９％，７４〜８５％と極めて高い。
以上説明したように，本実施の形態に係るプラントＡ１では，２次破砕物を原料として，ローラミルのみを用いて砕石製品及び砕砂製品を共に取り出すことができ，また両製品を合わせた歩留りを高くできるため，プラントの構成を合理化しつつ，効率的な骨材生産を行うことが可能となる。また，動力原単位を変化させることにより，上記砕石と砕砂との生産比率を容易に変化させることが可能である。
【００１０】
【実施例】
上記実施の形態では，本発明を砕石プラントに適用した例を示したが，砂利プラントにおいても同様に適用可能であることは言うまでもない。
また，生産する製品も砕砂に対し２０−５ｍｍ砕石に限定されるものではなく，任意の製品に対応できる。
【００１１】
【発明の効果】
以上説明したように，本発明は，砕石プラントにおける２次破砕物からなる原料を，所定のサイズ範囲の上限以下になるまでローラミルで繰り返し破砕することにより砕砂と砕石とを同時に生産する骨材生産装置であって，原料を上記ローラミルに投入して破砕する破砕手段と，上記破砕手段で得られた破砕物を，５ｍｍを下限とする上記所定サイズ範囲の砕石と，上記所定サイズ範囲の上限より大きな破砕物と，上記所定サイズ範囲の下限より小さな５ｍｍ以下の破砕物とに分級し，上記所定サイズ範囲の上限より大きな破砕物を上記ローラミルへと再投入し，且つ上記５ｍｍを下限とする所定サイズ範囲の砕石を更に粉砕することなくそのまま取り出す砕石取得手段と，所定の分級手段により，上記砕石取得手段で分級された上記所定サイズ範囲の下限より小さな破砕物より微粉を取り除いて砕砂を取り出す砕砂取得手段とを備え，上記分級手段により取り出した砕砂を前記砕石取得工程で取り出された前記砕石とは混合することなく別に貯留してなることを特徴とする骨材生産装置として構成されているため，例えば２次破砕物を原料として，ローラミルのみを用いて砕石製品及び砕砂製品を共に取り出すことができ，プラントの構成を合理化することができると共に，両製品を合わせた歩留りを高くできるため，効率的な骨材生産を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施の形態に係るプラントＡ１の概略構成を示すブロック図。
【図２】  上記プラントＡ１におけるローラミル８の詳細構成を示す側面要部断面図。
【図３】  上記ローラミル８における，動力原単位と砕砂，２０−５砕石の生産比率との関係を示したグラフ。
【図４】  従来のプラントＡ０の概略構成を示すブロック図。
【符号の説明】
３…２次コーンクラッシャ
６…ホッパ
７…フィーダ
８…ローラミル
９…分級機
１０…エアセパレータ
１１…分級機
１２…湿式分級機
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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