JP2000044265A

JP2000044265A - ガラス発泡体とスラグ調質体の成形方法および装置

Info

Publication number: JP2000044265A
Application number: JP10227464A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Yano; 淳矢野; Kohei Hamabe; 孝平浜辺; Katsuya Noritomi; 克哉乗冨; Satoshi Kawaguchi; 敏川口; Kazuhiko Haneki; 一彦羽木
Original assignee: Hitachi Zosen Corp; Hitachi Shipbuilding and Engineering Co Ltd
Current assignee: Kanadevia Corp
Priority date: 1998-05-29
Filing date: 1998-08-12
Publication date: 2000-02-15

Abstract

(57)【要約】【課題】板状のガラス発泡体やスラグ調質体を容易かつ
迅速に任意形状に破断する。【解決手段】ガラス原料またはスラグ原料を加熱して発
泡させる加熱炉と、ガラス原料を加熱炉に連続して搬入
し取り出す搬送コンベヤ装置５とを具備したガラス発泡
材の製造装置において、前記搬送コンベヤ装置５の加熱
炉出口に、板状ガラス発泡体Ｇまたはスラグ調質体Ｓの
破断位置に沿って常温の破断用エアまたは冷却水を吹き
付ける破断用ノズル１２ｂ，１８を有する成形部１１を
配置した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、たとえば廃ガラス
原料に発泡剤を添加して加熱発泡されたガラス発泡体
や、灰溶融炉で生成されるスラグを再加熱して調質され
たスラグ調質体の成形方法および装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、都市ごみや産業廃棄物から分離、
または分別回収されたガラスは、粉砕されて埋立てに供
されることが多く、カレットとしてに再利用されるのは
一部に過ぎない。そこで発明者等は、この廃ガラスを発
泡体として建築用断熱材や防音材として使用することを
考えた。

【０００３】このガラス発泡体は、従来では泡ガラスと
よばれ、カーボンを発泡剤として単気泡を内在させたも
のが提案されている。ところで、泡ガラス、すなわちガ
ラス発泡体を製造する場合、さらに粉砕されて微粉化さ
れた廃ガラス原料に発泡剤を添加して７００〜１１００
℃に加熱し軟化させて発泡させる。この場合、廃ガラス
原料をるつぼや磁器製容器、鋼板製容器などに入れて加
熱炉に入れ、軟化状態で一定時間保持して取り出した
り、またはトンネル型加熱炉で連続して加熱して軟化さ
せ、発泡させる。

【０００４】また都市ごみや産業廃棄物を焼却する焼却
炉から排出される焼却灰や飛灰は、減容化および無害化
を目的として灰溶融炉に投入され加熱溶融される。この
灰溶融炉で生成されるスラグは、ベルトコンベヤを介し
て加熱炉に搬入され加熱されて調質され、板状に成形さ
れる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このように成
形されたガラス発泡体やスラグ調質体を必要な形状に切
断する場合、従来では円盤状のダイヤモンドカッターを
使用しており、このカッターは高価で破損して割れやす
く、切断速度を高めることができないという問題があっ
た。

【０００６】本発明は、上記問題点を解決して、板状の
ガラス発泡体やスラグ調質体を容易かつ迅速に任意形状
に切断（破断）できるガラス発泡体とスラグ調質体の成
形方法および装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明のガラス発泡体の成形方法は、ガラス発泡体を
所定形状に成形するに際して、発泡原料を加熱して発泡
させた後の板状ガラス発泡体の破断位置に、温度差の大
きいクラック発生用流体を低圧で吹き付けるものであ
る。

【０００８】またガラス発泡体の成形装置は、ガラス原
料を加熱して発泡させる加熱炉と、ガラス原料を加熱炉
に連続して搬入し取り出す搬送装置とを具備したガラス
発泡体の成形装置において、前記搬送装置の加熱炉出口
に、板状ガラス発泡体の破断位置にクラック発生用流体
を低圧で吹き付ける破断用ノズルを配置したものであ
る。

【０００９】上記各構成によれば、板状のガラス発泡体
の表面に温度差のあるクラック発生用流体を吹き付ける
ことで、発泡体の表面に熱衝撃を与えて破断位置にクラ
ックを発生させ、クラックは厚み方向に進展することか
ら板状のガラス発泡体を任意形状に迅速かつ容易に破断
（切断）することができる。

【００１０】さらに、本発明のスラグ調質体の成形方法
は、スラグ材料を加熱して調質した後、板状のスラグ調
質体に破断位置に沿ってスラグ調質体と温度差の大きい
クラック発生用流体を吹き付けてクラックを発生させ、
落下させることにより破断位置に沿って分断するもので
ある。

【００１１】さらにまたスラグ調質体の成形装置は、ス
ラグ原料を加熱して調質する加熱炉と、スラグ原料を加
熱炉に連続的に搬入して取り出す搬送装置とを具備した
スラグ調質体の成形装置において、前記搬送装置の加熱
炉出口に、板状スラグ調質体の破断位置に沿ってクラッ
ク発生用流体を吹き付ける破断用ノズルを配置し、前記
搬送装置の出口でスラグ調質体を落下排出するように構
成したものである。

【００１２】上記構成によれば、板状のスラグ調質体の
表面に温度差のあるクラック発生用流体を破断位置に沿
って吹き付けることで、スラグ調質体の表面に熱衝撃を
与えて破断位置にクラックを発生させ、クラックは厚み
方向に進展することから、落下させることにより板状の
ガラス発泡体を任意形状に迅速かつ容易に破断（切断）
することができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】ここで、本発明に係るガラス発泡
体の成形方法および成形装置の実施の形態を図１〜図５
に基づいて説明する。

【００１４】図１，図２に示すように、架台２を介して
設置された電気式トンネル型加熱炉１には、原料供給部
３から発泡体排出部４に所定速度で廃ガラスの粉砕微粉
体（廃ガラス原料という）を搬送する搬送装置である搬
送コンベヤ装置５が配置されている。そして、加熱炉１
の出口近傍の搬送コンベヤ装置５上に本発明に係る成形
部１１が配設されている。

【００１５】前記搬送コンベヤ装置５は、原料供給部３
に水平軸心回りに回転自在に配置されたヘッドプーリ６
と発泡体排出部４に水平軸心回りに回転自在に配置され
たテールプーリ７との間に金属ベルト８が巻張され、コ
ンベヤ駆動モータ９により巻掛け伝動機構１０を介して
ヘッドプーリ６が回転駆動される。これにより、原料供
給装置２１から供給された発泡剤添加済みの廃ガラス原
料を金属ベルト８上に受取って所定速度で搬送し、加熱
炉１内に導入して加熱して軟化、または溶融させつつ通
過させ廃ガラス原料を発泡させる。そして、排出部４で
金属ベルト８からガラス発泡体を落下排出する。

【００１６】原料供給装置２１は、原料ホッパー２１ａ
と、定量供給フイーダ２１ｂとを具備し、予め発泡剤が
添加された廃ガラス原料を定量ずつ金属メッシュベルト
８の原料供給部４に投入する。また定量供給フイーダ２
１ｂの原料出口下流側には、廃ガラス原料を平らになら
すための掻き板２２が配置されている。

【００１７】前記成形部１１は、図３〜図５に示すよう
に、ガラス発泡体Ｇの表面に温度差のあるクラック発生
用流体、ここではたとえば常温の破断用エアーを破断位
置に吹き付けることで、ガラス発泡体Ｇの表面に熱衝撃
を与えてクラックを発生させるものである。この成形部
１１は、送り方向破断部１２と幅方向破断部１３とで構
成されており、どちらか一方であってもよい。

【００１８】送り方向破断部１２は、図４，図５に示す
ように、金属ベルト８上でガラス発泡体Ｇから所定距離
（ｄ＝１０ｍｍ）あけて幅方向に配置された固定ヘッダ
ー１２ａと、この固定ヘッダー１２ａの所定位置に形成
された破断用ノズルである送り方向破断ノズル１２ｂ
と、この固定ヘッダー１２ａに低圧の常温の破断用エア
ーを供給するエアコンプレッサ１２ｃとで構成される。
これにより、ガラス発泡体Ｇの表面に送り方向に沿って
縦クラックＣａを発生させる。

【００１９】また幅方向破断部１３は、図３に示すよう
に、左右一対の可動台１４を金属ベルト８に同期して送
り方向に移動させるねじ軸１５ａによる送り方向駆動機
構１５と、可動台１４間で可動ヘッダー１６を幅方向に
移動させるねじ軸１７ａによる幅方向駆動機構１７と、
可動ヘッダー１６に設けられた破断用ノズルである単数
または複数の幅方向破断ノズル１８と、このにフレキシ
ブルホース等を介して常温の破断用エアを供給するエア
コンプレッサ１９（１２ｃと兼用でも可）とで構成さ
れ、両駆動機構１５，１７はねじ軸に限るものではな
く、ラック・ピニオンやシリンダ等の直線移動機構を使
用してもよい。これにより、ガラス発泡体Ｇの表面に幅
方向に沿って横クラックＣｂを一定間隔ごとに発生させ
る。

【００２０】ここで、常温の破断用エアを低圧で供給す
るといったが、０．５ｋｇｆ／ｃｍ ²以上であればよ
く、通常は１〜２ｋｇｆ／ｃｍ²もあれば十分である。
０．５ｋｇｆ／ｃｍ²未満であると低圧すぎてガラス発
泡体Ｇの表面に熱衝撃をあたえるのに不十分なためであ
る。また圧力を高めても同様の効果を奏するが、大きな
クラックが瞬時に発生するため、材料が飛散するおそれ
がある。

【００２１】上記構成において、ガラス発泡体Ｇを製造
する場合には、原料供給装置２１の原料ホッパー２１ａ
から定量供給フイーダ２１ｂにより発泡剤が添加された
廃ガラス原料を定量ずつ金属ベルト８上に供給し、掻き
板２２により廃ガラス原料が平らにならされる。そし
て、金属ベルト８の移動とともに廃ガラス原料が加熱炉
１に送られて加熱軟化され、軟化状態が所定時間保持さ
れることにより、発泡剤の作用で発泡されて板状のガラ
ス発泡体Ｇが製造される。そして、加熱炉１から出たガ
ラス発泡体Ｇは、常温の破断用エアと２００℃以上温度
差がある状態で、送り方向ノズル１２ｂおよび幅方向ノ
ズル１８から常温の破断用エアーが破断位置に沿って吹
き付けられる。これにより、ガラス発泡体Ｇの表面に熱
衝撃が発生してクラックＣａ，Ｃｂが生じ、表面に発生
したクラックＣａ，Ｃｂが厚み方向に進展してガラス発
泡体Ｇが破断位置に沿って破断される。

【００２２】上記構成によれば、従来では高価なダイヤ
モンドカッタが必要であったガラス発泡体Ｇを、送り方
向ノズル１２ｂおよび幅方向ノズル１８からガラス発泡
体Ｇの表面に常温の破断用エアを吹き付ける簡単な成形
部１１により、板状のガラス発泡体Ｇを迅速かつ容易に
任意の形状に破断することができる。

【００２３】次に、微粉砕された廃ガラス原料に発泡剤
としてＳｉＣを１重量％添加し、これを金属ベルト８に
より加熱炉１に搬入して８００℃に加熱して発泡させ
た。そして、成形部１１によりガラス発泡体の温度と温
度差、クラック発生用流体（常温エアのほかに、水と蒸
気を使用）などの条件を変えて破断した実験の結果を表
１に示す。

【００２４】表１によれば、試料（ガラス発泡体）と破
断用エアとの温度差が２００℃以上あると良好に破断さ
れるのが判明した。またエア圧が１．０ｋｇｆ／ｃｍ²
程度の低圧であっても、試料温度と流体との温度差によ
る熱衝撃を利用しているので、岩盤加工のような高圧の
流体は必要が無く、低圧の流体で十分に熱衝撃をあたえ
てクラックを発生させ破断できることができることがわ
かった。さらに表面にクラックが発生すれば、厚み方向
に進展するため、ガラス発泡体Ｇの厚みが大きくても、
容易に破断できる。さらに、試料８，９のように、クラ
ック発生用流体が水や蒸気であっても、良好な破断結果
を得ることができた。

【００２５】

【表１】

【００２６】次に、本発明に係るスラグ調質体の成形方
法および成形装置の実施の形態を説明する。このスラグ
調質体の成形装置は、先のガラス発泡体の成形装置がガ
ラス原料を使用してガラス発泡体Ｇを成形するのに対し
て、取り扱う処理対象がスラグであり、このスラグを再
加熱して調質し板状のスラグ調質体Ｓを成形するもので
ある。このため、装置構成は同一構成であり、加熱炉１
の加熱温度や搬送コンベヤ装置５の搬送速度がスラグ原
料に合わせて変更されるほか、スラグ調質体Ｓを切断
（破断）するクラック発生用流体が常温エアーから、冷
却水に変更され、コンプレッサ１２ｃ，１９が給水ポン
プ２１，２２に変更される。

【００２７】したがって、トンネル型加熱炉１から出た
直後の自然冷却ゾーンで、送り方向ノズル１２ｂおよび
幅方向ノズル１８から冷却水をスラグ調質体Ｓの破断位
置に沿って吹き付け、スラグ調質体Ｓの表面に熱衝撃に
よりクラックＣａ，Ｃｂを発生させて、表面に発生した
クラックＣａ，Ｃｂを厚み方向に進展させた後、搬送コ
ンベヤ装置５の排出部４で金属ベルト８からトレイ（図
示せず）に落下排出させることにより、その衝撃でスラ
グ調質体Ｓを所定の形状に分断成形することができる。

【００２８】上記構成によれば、スラグ調質体Ｓを、送
り方向ノズル１２ｂおよび幅方向ノズル１８から表面に
冷却水を吹き付ける簡単な成形部１１により、板状のス
ラグ調質体Ｓを迅速かつ容易に任意の形状に容易かつ迅
速に破断することができる。

【００２９】

【発明の効果】以上に述べたごとく本発明のガラス発泡
体の成形方法および装置によれば、また、スラグ調質体
の成形方法および装置によれば、ガラス発泡体の表面に
温度差のあるクラック発生用流体を吹き付けることで、
発泡体の表面に熱衝撃を与えて破断位置にクラックを発
生させ、クラックは厚み方向に進展することから板状の
ガラス発泡体を任意形状に迅速かつ容易に破断（切断）
することができる。

【００３０】また、本発明のスラグ調質体の成形方法お
よび装置によれば、スラグ調質体の表面に温度差のある
クラック発生用流体を破断位置に沿って吹き付けること
で、スラグ調質体の表面に熱衝撃を与えて破断位置にク
ラックを発生させ、クラックは厚み方向に進展すること
から、落下させることにより板状のガラス発泡体を任意
形状に迅速かつ容易に破断（切断）することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るガラス発泡体およびスラグ調質体
の成形装置の実施の形態を示す全体側面図である。

【図２】同成形装置の全体平面図である。

【図３】同成形装置の成形装置を示す平面図である。

【図４】同成形装置の送り方向破断部を示す正面部分断
面図である。

【図５】同成形装置の送り方向破断部を示す平面図であ
る。

【符号の説明】

Ｇガラス発泡体Ｓスラグ成形発泡体１加熱炉３原料供給部４排出部５搬送コンベヤ装置６ヘッドプーリ７テールプーリ８金属ベルト１１成形部１２送り方向破断部１２ｂ送り方向破断ノズル１３幅方向破断部１５送り方向駆動機構１７幅方向駆動機構１８幅方向破断ノズル２１原料供給装置Ｃａ，Ｃｂクラック

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者乗冨克哉大阪府大阪市住之江区南港北１丁目７番89 号日立造船株式会社内 (72)発明者川口敏大阪府大阪市住之江区南港北１丁目７番89 号日立造船株式会社内 (72)発明者羽木一彦大阪府大阪市住之江区南港北１丁目７番89 号日立造船株式会社内Ｆターム(参考） 3C060 AA08 AB01 CD02 4G015 FA06 FB01 FC04 FC14

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ガラス発泡体を所定形状に成形するに際
して、ガラス原料を加熱して発泡させた後の板状ガラス
発泡体の破断位置に、温度差の大きいクラック発生用流
体を低圧で吹き付けることを特徴とするガラス発泡体の
成形方法。
【請求項２】発泡体とクラック発生用流体の温度差を
２００℃以上としたことを特徴とする請求項１記載のガ
ラス発泡体の成形方法。
【請求項３】ガラス原料を加熱して発泡させる加熱炉
と、ガラス原料を加熱炉に連続して搬入し取り出す搬送
装置とを具備したガラス発泡体の成形装置において、前記搬送装置の加熱炉出口に、板状ガラス発泡体の破断
位置にクラック発生用流体を低圧で吹き付ける破断用ノ
ズルを配置したことを特徴とするガラス発泡体の成形装
置。
【請求項４】クラック発生用流体を常温のエアとし、この常温のエアとガラス発泡体との温度差が２００℃以
上ある加熱炉出口の搬送装置上に、破断用ノズルが配置
されたことを特徴とする請求項３記載のガラス発泡体の
成形装置。
【請求項５】スラグ材料を加熱して調質した後、板状
のスラグ調質体に破断位置に沿ってスラグ調質体と温度
差の大きいクラック発生用流体を吹き付けてクラックを
発生させ、落下させることにより破断位置に沿って分断
することを特徴とするスラグ調質体の成形方法。
【請求項６】スラグ原料を加熱して調質する加熱炉
と、スラグ原料を加熱炉に連続的に搬入して取り出す搬
送装置とを具備したスラグ調質体の成形装置において、前記搬送装置の加熱炉出口に、板状スラグ調質体の破断
位置に沿ってクラック発生用流体を吹き付ける破断用ノ
ズルを配置し、前記搬送装置の出口でスラグ調質体を落下排出するよう
に構成したことを特徴とするスラグ調質体の成形装置。