JP2896663B2

JP2896663B2 - コンクリート用細骨材の製造方法および装置

Info

Publication number: JP2896663B2
Application number: JP34541896A
Authority: JP
Inventors: 一男宮坂; 紘之鈴木; 寛一高山; 和紀郎錦織; 健治堀; 俊行平手
Original assignee: Nippon Chuzo Co Ltd
Current assignee: Nippon Chuzo Co Ltd
Priority date: 1996-12-25
Filing date: 1996-12-25
Publication date: 1999-05-31
Anticipated expiration: 2016-12-25
Also published as: JPH10182202A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、焼却灰、下水汚
泥などの固体廃乗物を溶融したのち水で急冷して得られ
る粒状スラグ、または溶鉱炉で銑鉄と同時に生成する溶
融スラグを水、空気などによって急冷して得られる粒状
スラグを原料としてコンクリート用細骨材を製造する方
法および装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術および発明が解決しようとする課題】近
年、生活廃棄物の焼却灰、下水汚泥などの固体廃棄物
は、最終処分場の確保および環境保護の高まりなどのた
め、溶融したのちこれを水で急冷して粒状スラグとする
ことにより減容化および無害化が図られている。また、
溶鉱炉で銑鉄と同時に生成する溶融スラグも水、空気な
どによって急冷して粒状スラグとすることにより同様に
処理されている。このように減容化および無害化された
粒状スラグは、その一部がロッドミルなどの衝撃式破砕
機で破砕して細粒化することによりインターロッキング
ブロックの素材として再資源化されているものの、大部
分は利用されずに埋め立て地に投棄処分されているた
め、投棄場所の確保が次第に難しくなってきている。

【０００３】そこで出願人の一方は、このような粒状ス
ラグの状況および建設工事等のコンクリート工事で大量
に使用されている細骨材（砂）が不足してきている実情
に着目し、前述のような固体廃棄物を処理して得られる
粒状スラグからコンクリート用細骨材を製造する方法を
開発し、平成６年６月１４日付で特願平６−１５４２９
２号（特開平７−３３０３９９号）として特許出願を行
った。

【０００４】この先願に係る発明は、インターロッキン
グブロックの素材として再資源化する時のように、衝撃
式破砕機で粒状スラグを瞬間的に破砕して細粒化するの
ではなく、粒状スラグの粒子同士を擦りあわせ粒子間の
摩擦を利用して細粒化するとともに所定の粗粒率の範囲
で粒子の球形化を図ることによりコンクリート用細骨材
として加工するものである。

【０００５】そして、前記先願に係る発明のうち、粒状
スラグの加工処理時に生じた微粉分を一旦分離し、この
微粉分を加工処理済のスラグ粒子に戻して混合するよう
にした第一の方法は、これを実施する装置によって製造
されたコンクリート用細骨材と従来から使用されている
砂との比較を行ったところ、砂と全量を置換できる性状
であることが確認され、再資源化の一翼を担うべく実施
化が企図されている。また、粒状スラグの加工処理時に
生じる微粉分を分離せずにそのまま増加させながら細粒
化および球形化を図るようにした第二の方法は、コンク
リート用細骨材の粒度勾配と同等でしかも表面がガラス
質である粒状スラグの加工方法としては理想的といえる
が、これを具現化するにはさらに改良ないしは工夫をす
る必要があった。

【０００６】

【課題を解決するための手段】そこで、発明者等は、粒
状スラグの粒度分布、粒状スラグをコンクリートの細骨
材とした場合のブリーディング現象の抑制には微粉分を
増やせば良いこと、さらにコンクリートを打設する際の
練り混ぜ水を少なくして所要の流動性を確保するには細
骨材等の粒子を球形化すればよいことなどの知見をもと
に、前記第二の方法を具現化すべく鋭意研究を重ねた結
果、粒状スラグを粒子相互間の摩擦などを利用して磨砕
するとともに流動させて加工することにより所期の目的
を達成することができることを突き止めた。すなわち、
本発明では、粒状スラグを上部が開口した高速回転ドラ
ムに落下供給し、回転ドラムの回転による粒子相互間の
摩擦、衝突、押しつけによって粒状スラグの磨砕加工を
行うとともに遠心力で飛散する粒状スラグをその外周縁
に配置した環状体に滞留させて同様の磨砕加工を行い、
さらに回転ドラムと環状体とで囲まれるスペースでこれ
らの粒状スラグを流動させることにより、微粉分を調整
しながら細粒化するとともに所定の粗粒率の範囲で球形
化を図るようにしたものである。

【０００７】この場合、粒状スラグは、コンクリート用
細骨材の品質基準を勘案して１０ｍｍ以下の大きさに篩
分けしたのち鉄などの異物を除去して回転ドラムに供給
すれば、流動磨砕加工を効率良く行うことができる。な
お、１０ｍｍを超える粒状スラグについてはこれを分離
して破砕したのち、ふたたび節分けして使用するように
する。

【０００８】また、原料としての粒状スラグおよび製品
としてのコンクリート用細骨材の性状に応じて、粒状ス
ラグの供給量、回転ドラムの回転数、磨砕時間を制御す
れば、原料としての粒状スラグの性状に応じて所望のコ
ンクリート用細骨材を製造することができる。

【０００９】一方、本発明に係るコンクリート細骨材の
製造方法を実施する装置としては、粒状スラグを受容す
るため上部を開口した高速回転ドラムと、前記回転ドラ
ムの外周縁に近接して配置されかつこの回転ドラムから
遠心力によって飛散する粒状スラグを滞留させる環状体
とを備えることを基本とし、回転ドラムの回転によって
前記回転ドラムと環状体とで囲まれたスペースで粒子相
互間の摩擦、衝突、押しつけによる粒状スラグの磨砕加
工を行うとともに流動させ、このような流動磨砕加工に
よって微粉分を調整しながら粒状スラグを細粒化すると
ともに所定の粗粒率の範囲で球形化するように構成す
る。

【００１０】この場合、環状体高さ調整装置により環状
体の高さを調整するように構成すれば、磨砕時間の調整
を容易に行うことができる。

【００１１】また、この製造装置には、粒状スラグの粒
径を分級する分級装置と、この分級装置によって分級さ
れた所定径以上のスラグを破砕する破砕装置と、分級装
置によって分級された粒状スラグを所定量ずつ回転ドラ
ムに供給する供給装置と、回転ドラムの回転数を無段階
で変速させる変速装置とを備えるのが好ましい。

【００１２】さらにまた、原料となる粒状スラグの性状
を分析する第１試験分析装置と、磨砕装置によって細粒
化された粒状スラグの性状を分析する第２試験分析装置
と、これらの第２試験分析装置と第１試験分析装置の分
析結果に基づいて粒状スラグ供給装置、変速装置、環状
体高さ調整装置を制御する制御手段を備えれば、所望に
応じたコンクリート用細骨材を製造することができる。

【００１３】この発明では、高速回転ドラムに粒状スラ
グが落下供給されると、回転ドラムの内壁にはこの回転
ドラムの回転による遠心力で張り付いた粒状スラグによ
ってセルフライニング層が形成される。この状態でさら
に粒状スラグが供給されるとこの粒状スラグは回転ドラ
ムとともに回転するセルフライニング層の速度に直ぐに
は追いついていけないためこれらの粒状スラグの層間に
剪断現象が生じる。そしてこの現象が粒子相互間の摩
擦、衝突、押しつけによる磨砕作用となって角部や表面
ガラス質などを擦りとって粒状スラグの細粒化および球
形化を行い微粉分を発生させる。また粒状スラグの一部
は剪断現象による磨砕作用を受けながら回転ドラムの円
周方向上方に移動して溢れ、飛散する。飛散した粒状ス
ラグは、回転ドラムの外周縁に位置している環状体の内
側に同様に形成されているセルフライニング層に押しつ
けられこの時にも磨砕加工が行われる。一方これらの粒
状スラグは回転ドラムと環状体とで囲まれたスペースで
流動して磨砕作用との相互作用により細粒化および球形
化加工が行われしかも一連の流動磨砕作用で生じる微粉
分の調整も行われるのである。

【００１４】

【発明の実施の形態】次に、本発明に係るコンクリート
用細骨材の製造方法につき装置との関係において以下詳
細に説明する。

【００１５】図１は、本発明に係るコンクリート用細骨
材の製造方法を実施する装置の一実施形態を示すもので
あり、粒状スラグを磨砕しながら流動させて加工処理す
る装置として構成されている。すなわち、この磨砕装置
は、円筒状本体１の上部に粒状スラグを落下供給するた
めのホッパ３を有し、このホッパ３の排出口３ａ下方に
は粒状スラグを受容する回転ドラム５が配設されてい
る。なお、本実施の形態においては粒状スラグを湿態の
まま投入することを想定しているので円筒状本体１は密
閉タイプとして形成し、またホッパ３の傾斜角も６０度
以上に設定して粒状スラグ棚吊現象を防止できるように
構成されている。

【００１６】また、前記回転ドラム５は、有底円筒体の
上部を開口するとともに中心部が上方に突出した形状に
なっており、回転軸７に接続した図２に示す電動機９に
よって所望の回転数で回動するように構成されている。
回転ドラム５の外周縁には、該回転ドラム５の開口上縁
５ａから遠心力によって飛散する粒状スラグを受容して
滞留させる環状体１１を近接配置する。この環状体１１
は、円筒状の直立壁部１１ａとドーナツ状の底部１１ｂ
とを略直角に当接してその断面が略Ｌ字形となるように
構成されている。前記環状体１１のドーナツ状の底部１
１ｂは、円筒状本体１の内周壁に突設したブラケット１
３によって所定位置に固定されており、また直立壁部１
１ａは、円筒状本体１外部に配設した高さ調節装置１５
の操作によってその高さ寸法（底部１１ｂから壁部１１
ａの上縁までの距離）を必要に応じて調整できるように
構成されている。

【００１７】なお、本実施の形態においては、環状体１
１の直立壁部１１ａと円筒状本体１の内周壁面との離間
距離を１０ｃｍ〜２０ｃｍに設定している。これは離間
距離が１０ｃｍ未満の場合は加工処理済みの粒状スラグ
が詰まって閉塞してしまう可能性があり、また、この離
間距離が２０ｃｍを超える場合には円筒状本体１の外径
が大きくなって、製造コストや設置スペースなどの面で
不合理となるからである。

【００１８】次に、このように構成された磨砕装置によ
る動作につき説明する。まず、ホッパ３に投入された粒
状スラグは下方に滑り落ち、排出口３ａを介して回転ド
ラム５の中心に落下供給される。落下供給された粒状ス
ラグは、回転ドラム５の回転による遠心力で回転ドラム
５の内壁に張り付き、当初、すりばち状（傾斜状）のセ
ルフライニング層を形成する。この状態でさらに粒状ス
ラグが供給されると前述と同様に回転ドラム５の内壁に
張り付いていくが、回転ドラム５とともに回転している
セルフライニング層の速度に直ぐには追いつけないため
粒状スラグの層間に剪断現象が生じ、この剪断現象が粒
子間相互の摩擦、衝突、押しつけによる磨砕作用となっ
て粒状スラグの角部や表面ガラス質を擦りとって細粒化
および球形化加工を行うとともに微粉分を発生させる。

【００１９】また、回転ドラム５の内壁に張り付いてい
るセルフライニング層の角度は通常の安息角と略同一に
保たれるため、連続して供給される粒状スラグはその傾
斜面に沿って上方へ移行し、前述の剪断現象による磨砕
作用を受けながら円周方向に加速されていき、回転ドラ
ム５の開口上縁５ａから溢れでて遠心力によって外方に
飛散する。

【００２０】ところで回転ドラム５の外周縁には環状体
１１が近接配置されており、この環状体１１の内側には
前記の回転ドラム５の内壁と同様に当初飛散した粒状ス
ラグがセルフライニング層を形成して滞留しているた
め、開口上縁５ａから溢れでて飛散した粒状スラグはセ
ルフライニング層に押しつけられて磨砕され、この際に
も前述と同様に粒状スラグの細粒化および球形化加工が
行われる。

【００２１】また、回転ドラム５および環状体１１で囲
まれたスペースに粒状スラグが滞留すると、回転ドラム
５とともに回転するセルフライニング層と滞留する粒状
スラグとの間に境界面が形成され、この境界面では滞留
する粒状スラグの重量がかかった状態で摩擦が行われる
ため強烈な細粒化および球形化加工が行われる。また滞
留している粒状スラグは巻き込まれるように中央から降
下したのち回転ドラム５および環状体１１に形成されて
いるセルフライニング層に沿って上昇し、その一部は環
状体１１の直立壁部１１ａ上縁から溢れでるものの大部
分は再び回転ドラム５の中央側にもどって流動現象を呈
し、これによって粒子相互間の摩擦がむらなく行われ、
この一連の作用によって粒度勾配があまり変わらない状
態での細粒化および球形化加工がおこなわれる。このよ
うにしてほどよく微粉分の混ったスラグ粒子（磨砕スラ
グ）は、環状体１１の直立壁部１１ａの上縁から次第に
溢れ出てコンクリート用細骨材として、図示しない排出
口から排出される。

【００２２】この場合、粒状スラグの滞留量（磨砕時
間）は、円筒状本体１外部に配設した高さ調節装置１５
によって直立壁部１１ａの高さを調節することにより制
御することができる。具体的には、直立壁部１１ａを低
くすると滞留量が少なくなって磨砕時間が短かくなり、
細粒化、球形化とも進まなくなるが、直立壁部１１ａを
高くすると粒状スラグの滞留量が増加して磨砕時間が長
くなり細粒化、球形化が進行する。また、直立壁部１１
ａが高くなりすぎると、粒状スラグの安息角との関係か
ら適切な磨砕が行われなくなる。従って、環状体１１
（直立壁部１１ａ）の高さによって磨砕時間を調節すれ
ば微粉分の含有率や細粒化、球形化の程度を制御するこ
とができ、発生源によって吸水率、実積率、粒度など性
状が多種多様に異なる粒状スラグに対して、その性状に
応じた、また細骨材の用途に応じた実積率、粗粒率、微
粉分に調節することができる。

【００２３】また、図１に示す実施の形態では、回転ド
ラム５と環状体１１を一式（１段）としたが、これを直
列に連設して処理段数を多くすると、微粉分が増加して
粗粒率が小さくなり、実積率を大きくすることができ
る。

【００２４】図２は、図１に示す磨砕装置を利用したコ
ンクリート用細骨材の製造システムの全体構成図であ
る。すなわち、このシステムでは、図１に示す磨砕装置
３５の前段に、原料の粒状スラグの一部を取り出してそ
の性状を分析する第１試験分析装置２１、原料の粒状ス
ラグの粒径が１０ｍｍ以下になるように分級する振動ス
クリーン２５、この振動スクリーンで分級されその粒径
が１０ｍｍを超える粒状（塊状）スラグを破砕するハン
マークラッシャー２７、粒状スラグに含まれている鉄片
などの磁着物を除去する磁選機２９、さらには磁選機２
９によって磁着物が除去された粒状スラグをフィーダー
３３に供給するホッパ３１が設けられている。

【００２５】また、磨砕装置３５に粒状スラグを所定量
だけ供給するフィーダー３３は、後述する制御盤２３の
制御信号を受けてその供給量を調整する供給量制御装置
３３ａを備えている。ここで供給量を調整する必要性に
ついて説明する。粒状スラグの供給量を少なくすると磨
砕効果がよくなり、逆に供給量を多くすると磨砕効果が
悪くなる。なお、供給量が少なすぎると粒状スラグが跳
ねたり割れたりして磨砕よりも破砕の状況が生じ、粒状
スラグの球形化が進まず微粉分のみが増加する。また供
給量が多すぎると磨砕時間が短く、細粒化、球形化がと
もに進まず、電力消費量も多くなり電動機９が過大にな
る。従って、効果的でかつ適正な磨砕加工を行うには粒
状スラグの供給量を調整する必要があるのである。

【００２６】磨砕装置３５に付設した環状体高さ調整装
置１５は、後述する制御盤２３の制御信号によって環状
体１１（直立壁部１１ａ）の高さを制御するように構成
されている。また、回転ドラム５を回動する電動機９の
回転数は、制御盤２３の制御信号を受けて、例えば、イ
ンバータなどの回転数制御装置３９によって制御され
る。ここで、電動機９を制御して回転ドラム５の回転数
を調整する必要性について説明する。すなわち粒状スラ
グの磨砕加工効果に対する回転ドラム５の回転速度の影
響は、機種によって若干差はあるが（サイズの小さい機
種では若干遅めがよく、逆にサイズの大きい機種では若
干早めがよい）、３０ｍ／ｓｅｃ〜７０ｍ／ｓｅｃの範
囲が磨砕作用にとって最も有効である。しかし回転ドラ
ム５の回転速度が所定の値より小さくなり過ぎると粒子
間の接触圧が小さくなり、細粒化、球形化ともに進まな
い。また、回転速度が所定の値より大きくなり過ぎる
と、細粒化は早いが粒子が破砕して球形化が進まず、電
力消費量も大きくなり電動機９が過大になる。従って、
粒状スラグの適正な細流化、球形化を行うためには電動
機９を制御して回転ドラム５の回転数を適正な値に調整
する必要がある。

【００２７】なお、磨砕装置３５の後段には、加工処理
済の粒状スラグ（細骨材）の一部を試験用として取り出
してその性状を分析する第２試験分析装置４１と、第１
試験分析装置２１および第２試験分析装置４１の分析結
果に基づいて環状体高さ調整装置１５、供給量制御装置
３３ａおよび回転数制御装置３９へ制御信号を出力する
制御盤２３が配置されている。

【００２８】次にこのように構成された本実施形態の製
造システムによってコンクリート用細骨材を製造する工
程につき説明する。まず、焼却灰、下水汚泥などの固体
廃棄物を溶融し（溶融工程）、水で急冷して原料となる
粒状スラグ、または、溶鉱炉で銑鉄と同時に生成する溶
融スラグを水、空気などによって急冷することにより原
料となる粒状スラグを得る。次に、粒状スラグの一部を
抽出して第１試験分析装置２１によって、吸水率、実積
率、粒度などの性状を分析測定する。第１試験分析装置
２１はこの測定結果から、製造しようとしている細骨材
に要求される所定の性状を実現するのに最適な粒状スラ
グの供給量、回転ドラムの回転速度、環状体の高さ寸法
を決定し、制御盤２３にそれらの情報を入力する。第１
試験分析装置２１からの情報を得た制御盤２３は、供給
量制御装置３３ａ、環状体高さ制御装置１５および回転
数制御装置３９に、夫れ夫れの制御量が最適になるよう
な制御信号を送出する。

【００２９】制御盤２３からの情報を受けた供給量制御
装置３３ａ、環状体高さ制御装置１５および回転数制御
装置３９は、受けた情報に基づいてフィーダー３３の供
給量、環状体１１の高さおよび電動機９の回転数の制御
をそれぞれ行う。また、原料としての粒状スラグは、振
動スクリーン２５に供給されて粒径によって分級され、
粒径が１０ｍｍを超える粒状スラグ（塊状スラグ）はハ
ンマークラッシャー２７に送給されて細かく破砕される
（破砕工程）。ハンマークラッシャー２７で破砕された
粒状スラグはふたたび振動スクリーン２５に供給されて
分級される（分級工程）。振動スクリーン２５によって
分級された粒状スラグは、磁選機２９によって磁着物が
除かれ、ホッパ３１に供給されて一時貯留される。

【００３０】そして、ホッパ３１に貯留された粒状スラ
グはフィーダー３３によって所定の分量ずつ磨砕装置３
５に供給される。磨砕装置３５に供給された粒状スラグ
は、高速回転する回転ドラム５に落下供給され、この落
下供給される粒状スラグは、図１で説明したように、回
転ドラム５および環状体１１に形成されるセルフライニ
ング層との間で生じる剪断現象によって摩擦、衝突、押
しつけによる磨砕作用および回転ドラム５および環状体
１１で囲まれたスペースでの流動作用の相乗作用によっ
て粒度勾配がほとんど変わることなく細粒化と球形化加
工が行われ、適量の微粉分を発生する。

【００３１】そしてこのようして流動磨砕加工されたス
ラグ粒子は、環状体１１の直立壁部１１ａをオーバーフ
ローし、コンクリート細骨材として排出される。なお、
細骨材の一部は抽出されて第２試験分析装置４１によっ
て吸水率、実積率、粒度などの性状が分析測定される。
第２試験分析装置４１の測定結果から、製造しようとし
ている細粒材に要求されている所定の性状が得られてい
ない場合には、要求されている諸性状を実現するため
に、粒状スラグの供給量、回転ドラムの回転速度、環状
体の高さ寸法を決定し直し、供給量制御装置３３ａ、環
状体高さ制御装置１５および回転数制御装置３９の制御
量を変更すべく、制御盤２３にそれらの情報を入力す
る。以上の一連の処理によって、粒状スラグから所望の
コンクリート用細骨材が製造されるのである。

【００３２】なお、上記の製造システムでは、磨砕装置
３５の回転ドラム５と環状体９を一組（一段）とした
が、これを直列につないで複数段とすることにより、環
状体の高さを調整するのと同じ効果を得ることができ、
また段毎に制御を変えることにより高品質のコンクリー
ト用細骨材を製造することができる。

【００３３】また、この製造システムでは、第１試験分
析装置と第２試験分析装置の２台の分析装置を用いる例
を示したが、これらの第１試験分析装置および第２試験
分析装置の両方の機能を有する１台の試験分析装置を用
いることもでき、さらには、振動スクリーン２５に代え
てトロンメルを使用してもよく、フィーダーとして振動
フィーダー、ベルトフィーダー、スクリューフィーダ
ー、ロータリーフィーダーあるいはロータリーバルブを
使用しても良い。

【００３４】次に図２に示した製造システムを使用して
粒状スラグから細骨材を実際に製造した実験結果につき
説明する。なお、実験条件は以下の通りである。処理量６ｔ／ｈｒ回転数２，２９０ｒ．ｐ．ｍ．（周速５０ｍ／ｓｅ
ｃ．）環状体の高さ１３０ｍｍ処理段数３段ここに処理段数３段とは、図１のように、回転ドラム５
と環状体９を一式組み合わせたものを一段とし、これを
直列に３段連設して構成したものである。

【００３５】１．粒度の改善について加工処理前の粒状スラグ、本発明によって得られたコン
クリート用細骨材、粒状スラグを振動ミルで破砕して得
られた細骨材の粒度分布を比較した［図３参照、なお図
中の細い破線（細骨材標準粒度）２本で囲まれた斜線部
分はコンクリート用細骨材の標準粒度の範囲であり、細
骨材としての粒度要件を満たすにはこの斜線部分に含ま
れることが必要となる］。図３からも明らかなように、
細骨材の標準粒度よりやや粗いものの粒度勾配はこの標
準粒度と略同等である原料としての粒状スラグに対し、
実施形態の製造システムによって得られたコンクリート
用細骨材は、粒状スラグの粒度勾配とあまり変わらずほ
ぼ平行に移動した状態で細骨材の標準粒度の範囲に入っ
ている。これは大小混ざった粒子力が夫れ夫れ同程度に
細粒化されたことを示している。一方、振動ミルの破砕
によって得られた細骨材は、粒度勾配が急で細骨材の標
準粒度を超えており、コンクリート用細骨材には適さな
いことが分かる。

【００３６】２．粒子の球形（円形）化について、加工処理前の粒状スラグ、本発明によって得られたコン
クリート用細骨材、粒状スラグを振動ミルで破砕して得
られた細骨材および天然の山砂の円形度係数を比較した
（図４参照）。なお、円形度係数は二次的な評価値であ
るが、粒子の周長（Ｌ）と面積（Ａ）をもとにどれだけ
円形に近いかを、式（４πＡ／Ｌ²）によって算出して
数値化したものである（この場合、円の場合は１．０、
偏平な楕円や不規則形状になるほど値が小さくなる）。
図４からも明らかなように、本発明によって得られたコ
ンクリート用細骨材の球形改善効果は著しく、天然の山
砂よりも一段と球形化されていることがわかる。これは
全粒子が相互に摩擦しあって加工されたことを示してい
る。一方、振動ミルの破砕によって得られた細骨材は、
粒子を瞬間的に割って細粒化するので角が発生し、粒形
改善では劣っている。

【００３７】３・実積率について加工処理前の粒状スラグ、本発明によって得られたコン
クリート用細骨材、粒状スラグを振動ミルで破砕して得
られた細骨材および天然の山砂の実積率を比較した（図
５参照）。なお、実積率とは、単位容積当たりに充填さ
れる粒子の容積割合で算出される数値で粒形と粒度両者
の総合的な評価指標であり、粒形が球に近いほど、大小
の粒子が適当に混合しているほど実積率は大きくなる。
図５からも明らかなように、本発明によって得られたコ
ンクリート用細骨材の実積率は他の材料に比べて著しく
大きな値（７０％以上）となっており、従って、本実施
形態のシステムが細骨材の製造に適していることが分か
る。

【００３８】以上のように、本実施の形態によれば、粒
度分布が土木学会の推奨値の範囲内でしかも望ましいと
される実積率の条件（６６％以上）を満足するコンクリ
ート用細骨材が得られることが明らかになった。なお、
粒状スラグから製造された細骨材としては上記の条件の
他、０．１５ｍｍ以下の微粉分含有率５〜２０％、粗粒
率１．９〜３．１という条件を満たすことが好ましい
が、本実施の形態によれば制御盤２３によって各装置を
制御することにより、前記条件を容易に満たすことがで
きる。これらのことから、本実施の形態によって製造さ
れた細骨材は、従来から使用されていた砂と全量置換で
きる素材として使用することができるものである。

【００３９】図６は、本発明の他の実施の形態に使用す
る磨砕装置の要部を示す図である。この実施の形態にお
いて回転ドラム５１は階段状の底部を有している。この
回転ドラム５１によれば、ドラムの内面を外方に向って
移動したり流動する粒状スラグが階段状底部を往きつ戻
りつするので滞留時間が長くなり効率的な磨砕加工を行
うことができる。

【００４０】図７は、本発明の他の実施の形態に使用す
る磨砕装置の要部を示す図である。この実施の形態にお
いて環状体５３は断面コ字状に形成されている。この環
状体５３によれば、回転ドラムから飛散して環状体に入
った粒状スラグが環状体５３の上片５３ａに衝突して開
口部にもどされることになるので、環状体５３内での滞
留時間が長くなり効率的な磨砕が可能となる。

【００４１】図８は本発明の他の実施の形態に使用する
磨砕装置の要部を示す図である。この実施の形態におい
ては、回転ドラム５１は階段状の底部を有しており、ま
た環状体５３は断面コ字状に形成されている。すなわ
ち、図６と図７に示す両方の機能を備えたものであり、
図１に示したものと比較すると、回転ドラム５１および
環状体５３での粒状スラグの滞留時間が長くなり磨砕の
効果がさらに高くなる。

【００４２】図９は本発明の他の実施の形態に使用する
磨砕装置の要部を示す図である。この実施の形態におい
ては、環状体５５は断面コ字状に形成されており、その
開口部が回転ドラム５１の方向を向くように傾斜させて
ブラケットに固定されている。このように環状体５５を
傾斜させると、環状体５５内に粒状スラグが滞留するこ
となく流動して回転ドラム５１に戻され、環状体５５と
回転ドラム５１で囲まれたスペースでの滞留時間が長く
なり、磨砕の効果がさらに高くなる。

【００４３】図１０は本発明の他の実施の形態に使用す
る磨砕装置の要部を示す図である。この実施の形態にお
いて環状体５７は断面コ字状に形成されており、ブラケ
ットに直接固定されている。この環状体５７によれば、
回転ドラムから飛散して環状体に入った粒状スラグが環
状体５７にもどされることになるので、環状体５７内で
の滞留時間が長くなり、効率的な磨砕が可能になる。

【００４４】

【発明の効果】先に述べたように、本発明によれば、上
部が開口した高速回転ドラムに落下供給した粒状スラグ
を、回転ドラムの回転による粒子相互間の摩擦、衝突、
押しつけを利用して磨砕加工を行うとともに遠心力で飛
散する粒状スラグを回転ドラムの外周縁に配置した環状
体に滞留させて同様の磨砕加工を行い、さらに回転ドラ
ムと環状体とで囲まれるスペースでこれらの粒状スラグ
を流動させることによって前記粒状スラグの微粉分を調
整しながら細粒化するとともに所定の粗粒率の範囲で球
形化するようにしたので、湿態も含め任意性状の粒状ス
ラグを原料として所望の性状のコンクリート用細骨材を
製造することができる。

【００４５】また、粒状スラグは、１０ｍｍ以下の大き
さに篩分けして回転ドラムに供給するようにしたので、
効率のよい磨砕加工作用を実現することができる。

【００４６】さらに、原料としての粒状スラグおよび製
品であるコンクリート用細骨材の性状に応じて、粒状ス
ラグの供給量、回転ドラムの回転数、磨砕時間を制御す
るようにしたので、原料となる粒状スラグの性状の如何
によらず所望の性状を有するコンクリート用細骨材を製
造することができる。

【００４７】また、環状体の高さ調整装置を備えたの
で、原料となる粒状スラグの性状に応じて、また製品と
なるコンクリート用細骨材の仕様に応じて粒状スラグの
滞留時間を調整することができる。

【００４８】さらにまた、原料となる粒状スラグの性状
を分析する第１試験分析装置と、加圧処理された粒状ス
ラグの性状を分析する第２試験分析装置と、これらの第
１試験分析装置と第２試験分析装置の分析結果にもとづ
いて粒状スラグ供給装置、変速装置、環状体高さ調整装
置を制御する制御手段を備えたので原料となる粒状スラ
グの性状の如何によらず所望のコンクリート用細骨材を
製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る製造方法を実施する装置の一実施
形態である磨砕装置の要部説明図である。

【図２】図１の磨砕装置を使用して粒状スラグからコン
クリート用細骨材を製造するシステムの全体図である。

【図３】図２の製造システムによって得られたコンクリ
ート用細骨材、加工処理前の粒状スラグ、粒状スラグを
振動ミルで破砕して得られた細骨材の粒度分布を示す線
図である。

【図４】図２の製造システムによって得られたコンクリ
ート用細骨材、加工処理前の粒状スラグ、粒状スラグを
振動ミルで破砕して得られた細骨材の円形度係数を示す
グラフである。

【図５】図２の製造システムによって得られたコンクリ
ート用細骨材、加工処理前の粒状スラグ、粒状スラグを
振動ミルで破砕して得られた細骨材の実積率を示すグラ
フである。

【図６】図１に示す磨砕装置の別の実施の形態を示す要
部説明図である。

【図７】図１に示す磨砕装置の別の実施の形態を示す要
部説明図である。

【図８】図１に示す磨砕装置の別の実施の形態を示す要
部説明図である。

【図９】図１に示す磨砕装置の別の実施の形態を示す要
部説明図である。

【図１０】図１に示す磨砕装置の別の実施の形態を示す
要部説明図である。

【符号の説明】

１円筒状本体５，５１回転ドラム９電動機１１，５３，５５，５７環状体１５環状体高さ調節装置２１第１試験分析装置２３制御盤２５振動スクリーン２７ハンマークラッシャー２９磁選機３３フィーダー３３ａ供給量制御装置３５磨砕装置３９回転数制御装置４１第２試験分析装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者高山寛一神奈川県川崎市川崎区白石町２番１号日本鋳造株式会社内 (72)発明者錦織和紀郎茨城県土浦市東貫町２番７号株式会社テトラ内 (72)発明者堀健治茨城県土浦市東貫町２番７号株式会社テトラ内 (72)発明者平手俊行茨城県土浦市東貫町２番７号株式会社テトラ内 (56)参考文献特開平９−206730（ＪＰ，Ａ) 特開昭54−32534（ＪＰ，Ａ) 特開昭53−140325（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) C04B 18/04 C08B 18/14 B09B 3/00

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】焼却灰、下水汚泥などの固体廃棄物を溶
融したのち急冷して得られる粒状スラグ、または溶鉱炉
で銑鉄と同時に生成する溶融スラグを急冷して得られる
粒状スラグを原料とし、前記粒状スラグを上部が開口し
た高速回転ドラムに落下供給し、回転ドラムの回転によ
る粒子相互間の摩擦、衝突、押しつけによって磨砕加工
を行うとともに遠心力で飛散する粒状スラグをその外周
縁に配置した環状体に滞留させて同様の磨砕加工を行
い、さらに前記回転ドラムと環状体とで囲まれるスペー
スでこれらの粒状スラグを流動させ、このような流動磨
砕加工によって微粉分を調整しながら細粒化するととも
に所定の粗粒率の範囲で球形化することを特徴とするコ
ンクリート用細骨材の製造方法。
【請求項２】粒状スラグは、１０ｍｍ以下の大きさに
篩分けしたのち鉄などの異物を除去して回転ドラムに供
給することからなる請求項１に記載のコンクリート用細
骨材の製造方法。
【請求項３】原料としての粒状スラグおよび製品であ
るコンクリート用細骨材の性状に応じて、粒状スラグの
供給量、回転ドラムの回転数、磨砕時間を制御すること
を特徴とする請求項１または請求項２に記載のコンクリ
ート用細骨材の製造方法。
【請求項４】焼却灰、下水汚泥などの固体廃棄物を溶
融したのち急冷して得られる粒状スラグ、または溶鉱炉
で銑鉄と同時に生成する溶融スラグを急冷して得られる
粒状スラグを受容するため上部を開口した高速回転ドラ
ムと、前記回転ドラムの外周縁に近接して配置されかつ
この回転ドラムから遠心力によって飛散する粒状スラグ
を滞留させる環状体とを備え、回転ドラムの回転によっ
て前記回転ドラムと環状体とで囲まれたスペースで粒子
相互間の摩擦、衝突、押しつけによる粒状スラグの磨砕
加工を行うとともに流動させ、このような流動磨砕加工
によって微粉分を調整しながら細粒化するとともに所定
の粗粒率の範囲で球形化することを特徴とするコンクリ
ート用細骨材の製造装置。
【請求項５】環状体の高さを調整する環状体高さ調整
装置を備えることを特徴とする請求項４に記載のコンク
リート用細骨材の製造装置。
【請求項６】粒状スラグの粒径を分級する分級装置
と、この分級装置によって分級された所定径以上のスラ
グを破砕する破砕装置と、分級装置によって分級された
粒状スラグを所定量ずつ回転ドラムに供給する供給装置
と、回転ドラムの回転数を無段階で変速させる変速装置
とを備えることを特徴とする請求項４または請求項５に
記載のコンクリート用細骨材の製造装置。
【請求項７】原料となる粒状スラグの性状を分析する
第１試験分析装置と、加工処理された粒状スラグの性状
を分析する第２試験分析装置と、これらの第２試験分析
装置と第１試験分析装置の分析結果にもとづいて粒状ス
ラグ供給装置、変速装置、環状体高さ調整装置を制御す
る制御手段を備えることを特徴とする請求項６に記載の
コンクリート用細骨材の製造装置。