セメント製造装置およびセメント製造方法
【課題】投入された廃棄物から金属類を効率的に除去することができ、しかも装置にかかる負担を軽減することができるセメント製造装置等を提供する。
【解決手段】セメント製造装置１は、竪型ミル１００と、そこからの排石を循環して再び竪型ミル１００に投入する循環部３００と、排石から金属類を選別する金属類選別部３５０とを備え、さらに、金属類選別部３５０とは別にコンベアベルト３７０を備えている。排石の搬送方向の切替手段である切替手段３３２は、竪型ミル１００に設けられた振動検出部１５で検出された振動が所定の閾値以上となった場合に、排石を金属類選別部３５０に供給するように構成されている。
【解決手段】セメント製造装置１は、竪型ミル１００と、そこからの排石を循環して再び竪型ミル１００に投入する循環部３００と、排石から金属類を選別する金属類選別部３５０とを備え、さらに、金属類選別部３５０とは別にコンベアベルト３７０を備えている。排石の搬送方向の切替手段である切替手段３３２は、竪型ミル１００に設けられた振動検出部１５で検出された振動が所定の閾値以上となった場合に、排石を金属類選別部３５０に供給するように構成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、セメント製造装置およびセメント方法に関し、特には、固形廃棄物をセメント原料または燃料の一部として用いるセメント製造装置においてその固形廃棄物から金属類を効率的に除去することができ、しかも装置にかかる負担を軽減することができるセメント製造装置等に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば特許文献１には、セメント製造装置に関し、竪型ミルから排出された排石を、循環部を経由させて再び竪型ミルに戻す構成のものが開示されている。また、近年、環境対策などの観点から、セメント原料や燃料の一部として建設残土や汚泥などの固形廃棄物を利用することが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平５−２４５４０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記のように固形廃棄物をセメント原料や燃料の一部として利用する場合においては、その固形廃棄物から金属類を分離除去することが望ましい。これを実現する１つの方法として、例えば竪型ミルよりも上流側に金属類分離手段を配置し、これを用いて金属類を分離除去することが考えられる。しかしながら、この構成の場合、金属類分離手段によって十分に金属類が除去しきれなかった場合、その金属類が竪型ミルをはじめとする下流の装置に供給され、それにより著しい損傷・摩耗が生じるおそれがある。特に固形廃棄物が水分を多く含んだものである場合、金属類分離手段の除去効率が低下することから、上記問題はより顕著となる。
【０００５】
本発明は上述のような課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、固形廃棄物をセメント原料または燃料の一部として用いる場合であって、その廃棄物から非鉄金属を含む金属類を効率的に除去することができ、しかも装置にかかる負担を軽減することができるセメント製造装置等を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するための本発明のセメント製造装置は、
廃棄物をセメント原料または燃料として用いるセメント製造装置において、
前記廃棄物を粉砕する粉砕部、および、粉砕された廃棄物をセメント原料または燃料に適した大きさの適合廃棄物とそれ以外の大きさの別廃棄物との選別を行う形状選別部を有する竪型ミルと、
前記別廃棄物を、前記形状選別部から搬出して循環し、前記竪型ミルに再投入する循環部と、
前記別廃棄物から金属類を選別する金属類選別部と
を備え、
前記循環部は、前記竪型ミルから前記別廃棄物を搬出する排出路と、前記排出路に接続し、前記竪型ミルの鉛直上方側に前記別廃棄物を供給する供給路とを有し、
前記金属類選別部は、前記供給路に設けられ、この供給路によって搬送される別廃棄物中から前記金属類を選別して除去し、
前記供給路は複数系統設けられ、（ｉ）前記金属類選別部が設けられた選別系統と、（ｉｉ）この選別系統以外の非選別系統とを有し、
さらに、
前記竪型ミルの振動を検出する振動検出部と、
前記別廃棄物を前記選別系統と前記非選別系統のいずれか一方に供給するとともに、検出された前記振動が閾値以上となった場合、前記別廃棄物を前記選別系統に供給する切替手段と
を有することを特徴とするセメント製造装置。
【０００７】
本発明によれば、循環部に金属類選別部が設けられているので、金属類を効率的に除去するとともに、竪型ミルおよびその下流に設けられた装置の損傷を軽減することができる（詳細は〔発明を実施するための形態〕の中で後述する）。さらには、竪型ミルの振動が所定の閾値以上となった場合にのみ、別廃棄物が選別系統に供給されるように構成されているので、選別系統の装置寿命の延命化を図ることができる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、固形廃棄物をセメント原料または燃料の一部として用いるセメント製造装置において、その廃棄物から金属類を効率的に除去することができ、しかも装置にかかる負担を軽減可能なセメント製造装置およびセメント製造方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一形態のセメント製造装置の構成を模式的に示す図である。
【図２】竪型ミルの構造を示す縦断面図である。
【図３】金属類選別部の斜視図である。
【図４】図１のセメント製造装置の主に循環部の動作の一例を示すフローチャートである。
【図５】図１のセメント製造装置の主に循環部の動作の他の例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照して本発明の実施の一形態について説明する。
図１に示すように、このセメント製造装置１は、供給されるセメント原料原石や固形廃棄物（以下、これらを単に「原料原石等」ともいう）を粉砕する竪型ミル１００と、その竪型ミル１００に上記原料原石等を供給する供給部２００と、竪型ミル１００によって粉砕された原料原石等の微粉をセメント焼成装置のキルン（不図示）に供給するとともに竪型ミル１００からのガスを除塵し排出する排出部４００と、竪型ミル１００によって粉砕された原料原石等の粗粒（排石または別廃棄物とも言う）を循環して再び竪型ミル１００に戻す循環部３００と、を備えている。
【００１１】
図１では、供給部２００のベルトコンベア２０８（詳細下記）にセメント原料原石と廃棄物とが供給される様子が描かれている。この「廃棄物（固形廃棄物）」としては、建設残土、埋立土、焼却灰、石炭灰などが挙げられる。「セメント原料原石」は、一例として、石灰石と粘土類、珪石を主とするセメント原料であってもよい。
【００１２】
［竪型ミル］
竪型ミル１００は、図２に示すように筒状の本体部１４１を備え、その内部に、原料原石等を粉砕するための粉砕部１２０が設けられている。本体部１４１の側方には、縦方向に伸びる原料供給路１２２が設けられており、原料原石等がこの原料供給路１２２を通って本体部１４１内に供給されるように構成されている。
【００１３】
粉砕部１２０は本体部１４１内の底部にあり、電動機１２７を駆動源として鉛直軸周りに回転する粉砕テーブル１２１Ｂと、その上面で転がる複数の粉砕ローラ１２１Ａとを有している。本体部１４１内に供給された原料原石等はこの粉砕テーブル１２１Ｂ上に供給され、粉砕テーブル１２１Ｂ上で回転しながら粉砕ローラ１２１Ａによって粉砕される。
【００１４】
本体部１４１の底部側面にはガス導入口１２４が設けられており、このガス導入口１２４から高温のガス（例えば３００℃）が本体部１４１内に導入されるようになっている。導入されたガスは本体部１４１内で上昇ガス流１２９となり、この上昇ガス流１２９によって、粉砕された原料原石等の微粉が上方に飛ばされる（詳細後述）。微粉は、ガスとともに本体部１４１の上部の排出口１２５から外部に排出される。
【００１５】
粉砕テーブル１２１Ｂの周囲には排石用の開口部１２６が設けられている。上昇ガス１２９に乗ることができない比較的大きな粗粒や塊など（金属類を含んでいる）は、粉砕テーブル１２１Ｂの周囲から開口部１２６に落下する。開口部１２６に落下した粗粒（排石、別廃棄物）はベルトコンベア３０５（図１参照）によって外部に搬送される。なお、粉砕テーブル１２１Ｂは、上昇ガス流１２９の作用と相まって形状選別部として機能するものである。
【００１６】
本体部１４１内の上部には、もう１つの形状選別部である分級機１２３が設けられている。この分級機１２３は、上昇ガス流１２９によって運ばれた微粉を分級する。
【００１７】
［全体構成］
再び図１を参照する。供給部２００は、セメント原料原石および廃棄物を受けてそれを搬送する原料ベルトコンベア２０８と、そのベルトコンベア２０８の途中に配置された磁選機２０３と、ベルトコンベア２０８の終端側に配置された原料タンク２０２と、その原料タンク２０２からの原料原石等を竪型ミル１００に搬送する原料ベルトフィーダ２０７とを有している。このように供給部２００に磁選機２０３が設けられている場合、原料タンク２０２に供給する前に原料原石等から鉄片等を除去することができる点で好ましい。
【００１８】
排出部４００は、竪型ミル１００の排出口１２５（図２参照）から排出された微粉をセメント製造装置のキルン（不図示）に送るサイクロン４０９と、そのサイクロン４０９からのガスが通る排気ファン４１０と、ガス中の異物等を除塵する電気集塵機４１１と、集塵機４１１からのガスを大気に排出する煙突４１２と、を有している。
【００１９】
循環部３００は、竪型ミル１００から排出された排石を略水平方向に搬送する排石ベルトコンベア３０５と、該ベルトコンベア３０５によって搬送された排石を上方に搬送する排石バケットエレベータ３０６とを有している。排石バケットエレベータ３０６の排出部付近には、排石バケットエレベータ３０６からの排石を受ける切替手段３３２が配置されている。切替手段３３２は、排石を、第１の搬送ルートと第２の搬送ルートとに切り替える機能を有している。切替手段３３２の下流には金属類選別部３５０（詳細下記）と、ベルトコンベア３７０とが並列に配置されており、切替手段３３２は、排石をこれらのうちいずれかのルートに振り分ける。切替手段３３２は、そのような振分け機能を備えるものであればいかなる構成であってもよいが、一例として、所定の駆動源によって内部の通路が切り替えられ、排石が第１のルートまたは第２のルートに振り分けられるものであってもよい。
【００２０】
［金属類選別部］
次に、図３を参照して金属類選別部３５０について説明する。
金属類選別部３５０は市販のもの（例えば（株）アーステクニカ社製の「マルチソータＦ６００」）を利用することができる。この例では、排石を略水平方向に搬送するベルトコンベア３５４と、このベルトコンベア３５４の終端部付近に設けられた２つのホッパ３６４、３６５とが設けられている。ベルトコンベア３５４に近い側が第１のホッパ３６４であり、遠い側が第２のホッパ３６５である。金属類選別部３５０はさらに、ベルトコンベア３５４内に配置された磁界センサ３５３を有している。また、ベルトコンベア３５４の終端部と第１のホッパ３６４との間には、横方向に配列されたエアノズル３５６が設けられている。
【００２１】
この磁界センサ３５３は、強い磁気を用いることでベルトコンベア３５４上の排石中に存在する金属を検出するものであり、鉄だけでなく非鉄金属も検出可能に設けられている。本実施形態では磁選機２０３によって排石中の鉄片は予め大部分が除去されており、この磁界センサ３５３では主として非鉄金属が検出されることとなる。
【００２２】
このように構成された金属類選別部３５０は、磁界センサ３５３によって排石中の金属類（主として非鉄金属）が検知された場合に所定のタイミングでエアノズル３５６を動作させることで、風圧により、金属類を第２のホッパ３６５に吹き飛ばす。一方、金属類以外の塊などは、第１のホッパ３６４内に落下する。これにより、排石から金属類を分離することができる。図１に示すように、第１のホッパ３６４に落下した排石は再び原料タンク２０２に送られて竪型ミル１００に再投入され、一方、第２のホッパ３６５に吹き飛ばされた金属類は容器３１８内に除去される。
【００２３】
［ミル振動検出］
図１に示すように、本実施形態においては、竪型ミル１００に、その振動を計測する振動検出部１５が設けられている。振動検出部１５は、振動を検出できるものであれば特に限定されるものではなく、例えば、加速度を検出するものであってもよいし、変位を検出するものであってもよい。振動検出部１５は、接触式または非接触式のいずれであってもよく、その配置位置も特定箇所に限定されるものではない。一例として、振動検出部１５は、竪型ミル１００のテーブルライナーから約１メートル上方のミルケーシング（本体部１４１）側面に取り付けられてもよい。
【００２４】
振動検出部１５が検出する振動の方向は、水平方向および垂直方向の両方であってもよいし、いずれか一方のみであってもよい。
【００２５】
図１に模式的に示すように、この例では、振動検出部１５は制御部３０に接続されている。この制御部３０は、切替手段３３２の駆動源に接続され（一例）、振動検出部１５の検出結果に基づいて下記のような処理（一例）を行う：
（ｉ）検出された竪型ミル１００の振動がある閾値以上の場合には、排石が金属類選別部３５０に供給されるように切替手段３３２を制御する。
（ｉｉ）一方、振動がある閾値未満の場合には、排石がベルトコンベア３７０に供給されるように切替手段３３２を制御する。
【００２６】
［原料および廃棄物の流れ］
上記のように構成された本実施形態のセメント製造装置１の動作について、以下説明する。
【００２７】
まず、供給部２００のベルトコンベア２０８にセメント原料原石および固形廃棄物が供給される。この原料原石等はベルトコンベア２０８によって搬送され、原料タンク２０２内へと供給される。ベルトコンベア２０８によって搬送される途中で、磁選機２０３によって、原料原石等に混入している金属の内鉄片等が選別除去される。
【００２８】
次いで、原料タンク２０２からの原料原石等がベルトフィーダ２０７によって竪型ミル１００へと搬送される。搬送された原料原石等は、竪型ミル１００の原料供給路１２２（図２参照）に供給され、原料供給路１２２を通って（具体的には、三重ダンパー１２８などを通って）本体部１４１内に送られる。
【００２９】
本体部１４１内に送られた原料原石等は、図２に示すように粉砕テーブル１２１Ｂ上に供給され、粉砕ローラ１２１Ａによって細かく粉砕される。
【００３０】
本実施形態の竪型ミル１００では、供給された原料原石等に含まれる金属異物が比較的大きい（または大量の）場合、粉砕する際に生じる振動も大きくなる。そこで、本実施形態では、振動検出部１５によって竪型ミル１００の振動の計測を行い、その振動の大きさから、ミル内の原料原石等に含まれる金属異物の性状を推定する。振動検出部１５の検出結果に基づく切替手段３３２の切替え動作については後述するものとする。
【００３１】
再び図２を参照し、粉砕テーブル１２１Ｂおよび粉砕ローラ１２１Ａの動作中、ガス導入口１２４からキルン排ガスの温度が３００℃（一例）の熱風が導入され、熱風は、粉砕テーブル１２１Ｂの周囲からの上昇ガス流１２９となって上方に送られる。この上昇ガス流１２９によって、粉砕された原料原石等の微粉（適合廃棄物）が上方に運ばれ、分級機１２３で分級されて、上昇ガス流１２９に乗って粉砕物排出口１２５から外部へ排出される。なお、分級機１２３で分級されて外部へと排出される金属類については、セメント製品として品質上問題はない。
【００３２】
排出口１２５から排出された微粉は、次いで図１に示すように、サイクロン４０９によって捕集されてセメントキルンへ送られる。サイクロン４０９でほとんどの微粉が分離されたガスは、排気ファン４１０を通り、電気集塵機４１１にてほぼ完全に除塵され煙突４１２から大気へと排出される。電気集塵機４１１で捕集されたダストは、セメントキルンに搬送され焼成されてセメントクリンカ(セメント中間製品)となる。なお、サイクロン４０９はなくてもよい。
【００３３】
竪型ミル１００の説明に戻り（図２参照）、上昇ガス流１２９に乗れなかった粉砕されていない金属類を含む比較的大きな粗粒（排石、別廃棄物）は、その大部分が排石用開口部１２６から落下する。落下した排石は、図１に示すように、排石ベルトコンベア３０５で輸送される。このコンベア３０５で輸送された排石は、次いで、排石バケットエレベータ３０６で上方に搬送され、切替手段３３２に供給される。
【００３４】
［ミル振動に基づく制御］
本実施形態では、動作中の竪型ミル１００の振動が振動検出部１５によって計測される（図４のフローチャートのステップＳ１）。振動検出部１５は、竪型ミル１００の粉砕ローラ１２１Ａが原料原石等の粉砕を行っている間、その振動の検出を行う。検出は、原料原石等の粉砕中、常時行われてもよいが、これに限定されるものではなく、間欠的に行われてもよい。
【００３５】
そして、制御部３０は、検出された振動値ｆがある閾値α以上であるか否かを判定し（ステップＳ２）、閾値α以上であった場合には、切替手段３３２からの排石をベルトコンベア３５４（選別系統）を介して金属類選別部３５０に供給させる（ステップＳ３：選別系統で供給）。
【００３６】
金属類選別部３５０（図３参照）では、まず、エレベータ３０６からの排石をベルトコンベア３５４（選別系統）で受け、ベルトコンベア３５４は排石をホッパ３６４、３６５側に向けて搬送する。磁界センサ３５３で検知された金属類は、エアノズル３５６の噴射によって吹き飛ばされて第２のホッパ３６５内に飛び込む。金属類以外の排石（粉粒体や塊）は、ベルトコンベア終端部から第１のホッパ３６４内に落下する。第２のホッパ３６５に入った金属類は、図１に示すように、容器３１８内に除去される。一方、第１のホッパ３６４に入った排石は、再び原料タンク２０２に投入される。
【００３７】
図４のステップＳ２で、検出された振動値ｆがある閾値α未満であった場合には、制御部３０は、切替手段３３２からの排石をベルトコンベア３７０（非選別系統）に供給する（ステップＳ４：非選別系統で供給）。ベルトコンベア３７０に供給された排石は、そのまま下流へと送られ、上記同様、原料タンク２０２に供給される。
【００３８】
こうして原料タンク２０２に供給された排石は、原料ベルトフィーダ２０７を経由して再び竪型ミル１００内へと送られ、その後、上記の一連の動作を繰り返す。
【００３９】
［ミル振動に基づく制御（起動時間を考慮）］
なお、セメント製造装置１は、図４のようなフローチャートの他にも、図５のようなフローチャートにしたがって動作するものであってもよい。図５のフローチャートは基本的に図４のものと同じであるが、ステップＳ２の判定工程の後に、所定時間ｔが経過したか否かの判定工程（ステップＳ２′）が追加されている。すなわち、検出された振動値ｆが閾値α以上であって（ステップＳ２）、かつ、その時点（閾値α以上となった時点）から所定時間ｔが経過したとき（ステップＳ２′）に、排石が金属類選別部３５０に振り分けられるようになっている。
【００４０】
このように、排石を金属類選別部３５０に振り分けるのを所定時間ｔだけ遅らせる１つの理由は以下の通りである。すなわち、例えば省エネ等の理由で通常時は金属類選別部３５０を停止して運転する場合、振動が大きくなってベルトコンベア３５４（選別系統）に切り替えると同時に金属類選別部３５０を起動する必要があるが、金属類選別部３５０が起動してから稼動するまでにタイムラグがある場合、金属類選別部３５０が稼動していないにもかかわらずベルトコンベア３５４に廃棄物が供給され、金属が適切に除去されないおそれがある。これに対して上記のように所定時間ｔ経過後（この時点では、金属類選別部３５０の起動が完了している）にベルトコンベア３５４に切り替えることにより、金属類の除去を適切に行うことが可能となる。
【００４１】
なお、所定時間ｔ（図５のステップＳ２′）は、例えば、排石が竪型ミル１００から金属類選別部３５０まで搬送されるのに必要な所要時間等を考慮して決定されるものであってもよい。
【００４２】
［効果］
以上に説明した本実施形態に係る発明は次の通りである。
１．廃棄物をセメント原料または燃料として用いるセメント製造装置（１）において、
前記廃棄物を粉砕する粉砕部（粉砕ローラ１２１Ａ、粉砕テーブル１２１Ｂ）、および、粉砕された廃棄物をセメント原料または燃料に適した大きさの適合廃棄物とそれ以外の大きさの別廃棄物との選別を行う形状選別部（粉砕テーブル１２１Ｂ）を有する竪型ミル（１００）と、
前記別廃棄物を、前記形状選別部から搬出して循環し、前記竪型ミル（１００）に再投入する循環部（３００）と、
前記別廃棄物から金属類を選別する金属類選別部（３５０）と
を備え、
前記循環部（３００）は、前記竪型ミル（１００）から前記別廃棄物を搬出する排出路（３０５）と、前記排出路に接続し、前記竪型ミル（１００）の鉛直上方側に前記別廃棄物を供給する供給路（３０６、３５４）とを有し、
前記金属類選別部（３５０）は、前記供給路（３５４）に設けられ、この供給路によって搬送される別廃棄物中から前記金属類を選別して除去し、
前記供給路は複数系統設けられ、（ｉ）前記金属類選別部が設けられた選別系統（ベルトコンベア３５４）と、（ｉｉ）この選別系統以外の非選別系統（ベルトコンベア３７０）とを有し、
さらに、
前記別廃棄物を前記選別系統（ベルトコンベア３５４）と前記非選別系統（ベルトコンベア３７０）のいずれか一方に供給する切替手段（３３２）と、
前記竪型ミルの振動を検出する振動検出部（１５）と、を備え、
前記切替手段（３３２）は、検出された振動が閾値以上となった場合、前記別廃棄物を前記選別系統（ベルトコンベア３５４）に供給すること
を特徴とするセメント製造装置（１）。
【００４３】
このように構成されたセメント製造装置（１）によれば次のような利点がある。すなわち、循環部（３００）に金属類選別部（３５０）を設けない場合、磁選機（２０３）が一旦金属類を取り残した場合、再度選別することはできないが、本実施形態のように金属類選別部（３５０）が設けてあれば、金属類を効率的に除去することができる。また、循環部（３００）に金属類選別部（３５０）を設けることで、再度竪型ミル（１００）に投入される金属類を大幅に減少させることが可能となり、竪型ミル（１００）および循環部（３００）にかかる負荷を低減させることができる。
【００４４】
また、一般的なセメント製造装置には、石灰石等の原料を粉砕するための竪型ミル（１００）が設けられている。本実施形態では、この竪型ミル（１００）を利用して廃棄物を粉砕するものであるので、別途新たな装置を設けることなく、廃棄物を粉砕しつつ、金属類を選別することができる。循環部（３００）においては、すでに廃棄物が粉砕された状態となっているので、竪型ミル（１００）よりも上流で金属類の除去を行うのに比較して、効率的に金属類を除去できる。さらに、図１のような構成においては、磁選機２０３によってすでに鉄の大塊が一次選別されており、金属類選別部３５０で金属類を除去する際は上流（ベルトコンベア２０８）に比べて金属塊が少量となっているため、金属類の除去を良好に行うことができる。
【００４５】
特に、廃棄物が建設発生土である場合、廃棄物内には金属も含まれることとなり、含まれる金属の量が増加すると、装置内、とりわけ循環路（３００）の内壁に金属塊が衝突して悪影響を与えるおそれがある。一方、本実施形態では、多量の金属が竪型ミル（１００）を通過する際は竪型ミル（１００）の振動が大きくなり、検出された振動が閾値以上となった場合にのみ別廃棄物を選別系統（ベルトコンベア３５４）に供給するので、選別系統の装置等（ベルトコンベア３５４）にかかる負担を軽減することができる。
【００４６】
この点についてより詳しく説明する。仮に本実施形態のように別途のベルトコンベア３７０が設けられていない場合、金属類分離装置３５０のベルトコンベア３５４で常に排石を搬送することとなるので、このベルトコンベア３５４等の摩耗、損傷が進行しやすい。
【００４７】
とりわけ、図３のような金属類選別部３５０においては、磁界センサ３５３がベルトコンベア３５４の内側に設けられ、このベルトコンベア３５４越しに金属類の選別が行われる構成であるため、比較的薄いベルトコンベア３５４が使用されることとなる。したがって、ベルトコンベア３５４の磨耗、損傷の対策が特に重要となるが、本実施形態の構成によれば、別廃棄物が間欠的にベルトコンベア３５４に供給されるものであるため、ベルトコンベア３５４の摩耗、損傷を低減することができる。
【００４８】
一方、排石の性状によっては（すなわち、非鉄金属を含む金属類がそれほど含まれていない場合には）、金属分類を行わずに排石をそのまま竪型ミル１００に戻しても差し支えない場合もある。
【００４９】
本実施形態では、竪型ミル１００の振動量が所定の閾値以上であった場合、言い換えれば、粉砕されているものの中に比較的多くの金属類が含まれていると推定される場合にのみ金属類分離装置３５０側に排石が供給され、それ以外はベルトコンベア３７０での搬送となるので、金属類分離装置３５０のベルトコンベア３５４等の摩耗、損傷の進行を抑えることができる。
【００５０】
仮に、竪型ミルの振動量が所定の閾値を超えない程度の金属類が循環部３００から再度竪型ミル１００に戻されたとしても、その程度の金属類の量であれば、粉末化してセメント原料として利用することができるので、特に問題はない。また、そのような金属類が原料粉砕工程の設備に与える損傷は軽微である。
【００５１】
さらに本実施形態のように、金属類選別部３５０とは別にベルトコンベア３７０が設けられている場合、もし故障等によって金属類選別部３５０が運転不能となった場合であっても、ベルトコンベア３７０で搬送を行うことができるので、セメント原料粉砕工程全体の停止を回避することができる。
【００５２】
なお、金属類選別部３５０は、間欠的な運転を行うように構成されていてもよいし、連続的な運転（常時運転）を行うように構成されていてもよい。間欠的な運転の場合、運転コストの低減を図ることができる。
【００５３】
２．切替手段（３３２）は、検出された振動が閾値以上になってから所定時間（ｔ）経過後、前記別廃棄物を前記選別系統（３５４）に供給する。
このような構成によれば、上述したように、例えば金属類選別部３５０が稼働するまでの時間等を考慮した良好な金属類除去が実施可能となる。
【００５４】
なお、本発明は図１に示したような形態に限られるものではなく、種々変更可能である。例えば、図１の磁選機２０３を省略しても構わない。磁選機２３０を設けるか否かは、投入される廃棄物の性状等を考慮して決定すればよい。
【００５５】
図１では、模式的に１つの制御部３０を図示したが、このような制御部は必ずしも独立した機器として設けられている必要はない。セメント製造装置１の動作を制御する不図示の制御手段に制御部３０と同様の機能を持たせることで対応してもよい。
【符号の説明】
【００５６】
１ セメント製造装置
１５ 振動検出部
３０ 制御部
１００ 竪型ミル
１２０ 粉砕部
１２１Ａ 粉砕ローラ
１２１Ｂ 粉砕テーブル
１２２ 原料供給路
１２３ 分級機
１２４ ガス導入部
１２５ 排出部
１２６ 開口部
１２９ 上昇ガス流
１４１ 本体部
２００ 供給部
２０２ 原料タンク
２０３ 磁選機
２０７ 原料ベルトフィーダ
２０８ ベルトコンベア
３００ 循環部
３０５ 排石ベルトコンベア
３０６ 排石バケットエレベータ
３３２ 切替手段
３５０ 金属類選別部
３５３ 磁界センサ
３５４ ベルトコンベア
３５６ エアノズル
３６４ 第１のホッパ
３６５ 第２のホッパ
３７０ ベルトコンベア
４００ 排出部
４０９ サイクロン
４１０ 排気ファン
４１１ 電気集塵機
４１２ 煙突
【技術分野】
【０００１】
本発明は、セメント製造装置およびセメント方法に関し、特には、固形廃棄物をセメント原料または燃料の一部として用いるセメント製造装置においてその固形廃棄物から金属類を効率的に除去することができ、しかも装置にかかる負担を軽減することができるセメント製造装置等に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば特許文献１には、セメント製造装置に関し、竪型ミルから排出された排石を、循環部を経由させて再び竪型ミルに戻す構成のものが開示されている。また、近年、環境対策などの観点から、セメント原料や燃料の一部として建設残土や汚泥などの固形廃棄物を利用することが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平５−２４５４０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記のように固形廃棄物をセメント原料や燃料の一部として利用する場合においては、その固形廃棄物から金属類を分離除去することが望ましい。これを実現する１つの方法として、例えば竪型ミルよりも上流側に金属類分離手段を配置し、これを用いて金属類を分離除去することが考えられる。しかしながら、この構成の場合、金属類分離手段によって十分に金属類が除去しきれなかった場合、その金属類が竪型ミルをはじめとする下流の装置に供給され、それにより著しい損傷・摩耗が生じるおそれがある。特に固形廃棄物が水分を多く含んだものである場合、金属類分離手段の除去効率が低下することから、上記問題はより顕著となる。
【０００５】
本発明は上述のような課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、固形廃棄物をセメント原料または燃料の一部として用いる場合であって、その廃棄物から非鉄金属を含む金属類を効率的に除去することができ、しかも装置にかかる負担を軽減することができるセメント製造装置等を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するための本発明のセメント製造装置は、
廃棄物をセメント原料または燃料として用いるセメント製造装置において、
前記廃棄物を粉砕する粉砕部、および、粉砕された廃棄物をセメント原料または燃料に適した大きさの適合廃棄物とそれ以外の大きさの別廃棄物との選別を行う形状選別部を有する竪型ミルと、
前記別廃棄物を、前記形状選別部から搬出して循環し、前記竪型ミルに再投入する循環部と、
前記別廃棄物から金属類を選別する金属類選別部と
を備え、
前記循環部は、前記竪型ミルから前記別廃棄物を搬出する排出路と、前記排出路に接続し、前記竪型ミルの鉛直上方側に前記別廃棄物を供給する供給路とを有し、
前記金属類選別部は、前記供給路に設けられ、この供給路によって搬送される別廃棄物中から前記金属類を選別して除去し、
前記供給路は複数系統設けられ、（ｉ）前記金属類選別部が設けられた選別系統と、（ｉｉ）この選別系統以外の非選別系統とを有し、
さらに、
前記竪型ミルの振動を検出する振動検出部と、
前記別廃棄物を前記選別系統と前記非選別系統のいずれか一方に供給するとともに、検出された前記振動が閾値以上となった場合、前記別廃棄物を前記選別系統に供給する切替手段と
を有することを特徴とするセメント製造装置。
【０００７】
本発明によれば、循環部に金属類選別部が設けられているので、金属類を効率的に除去するとともに、竪型ミルおよびその下流に設けられた装置の損傷を軽減することができる（詳細は〔発明を実施するための形態〕の中で後述する）。さらには、竪型ミルの振動が所定の閾値以上となった場合にのみ、別廃棄物が選別系統に供給されるように構成されているので、選別系統の装置寿命の延命化を図ることができる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、固形廃棄物をセメント原料または燃料の一部として用いるセメント製造装置において、その廃棄物から金属類を効率的に除去することができ、しかも装置にかかる負担を軽減可能なセメント製造装置およびセメント製造方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一形態のセメント製造装置の構成を模式的に示す図である。
【図２】竪型ミルの構造を示す縦断面図である。
【図３】金属類選別部の斜視図である。
【図４】図１のセメント製造装置の主に循環部の動作の一例を示すフローチャートである。
【図５】図１のセメント製造装置の主に循環部の動作の他の例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照して本発明の実施の一形態について説明する。
図１に示すように、このセメント製造装置１は、供給されるセメント原料原石や固形廃棄物（以下、これらを単に「原料原石等」ともいう）を粉砕する竪型ミル１００と、その竪型ミル１００に上記原料原石等を供給する供給部２００と、竪型ミル１００によって粉砕された原料原石等の微粉をセメント焼成装置のキルン（不図示）に供給するとともに竪型ミル１００からのガスを除塵し排出する排出部４００と、竪型ミル１００によって粉砕された原料原石等の粗粒（排石または別廃棄物とも言う）を循環して再び竪型ミル１００に戻す循環部３００と、を備えている。
【００１１】
図１では、供給部２００のベルトコンベア２０８（詳細下記）にセメント原料原石と廃棄物とが供給される様子が描かれている。この「廃棄物（固形廃棄物）」としては、建設残土、埋立土、焼却灰、石炭灰などが挙げられる。「セメント原料原石」は、一例として、石灰石と粘土類、珪石を主とするセメント原料であってもよい。
【００１２】
［竪型ミル］
竪型ミル１００は、図２に示すように筒状の本体部１４１を備え、その内部に、原料原石等を粉砕するための粉砕部１２０が設けられている。本体部１４１の側方には、縦方向に伸びる原料供給路１２２が設けられており、原料原石等がこの原料供給路１２２を通って本体部１４１内に供給されるように構成されている。
【００１３】
粉砕部１２０は本体部１４１内の底部にあり、電動機１２７を駆動源として鉛直軸周りに回転する粉砕テーブル１２１Ｂと、その上面で転がる複数の粉砕ローラ１２１Ａとを有している。本体部１４１内に供給された原料原石等はこの粉砕テーブル１２１Ｂ上に供給され、粉砕テーブル１２１Ｂ上で回転しながら粉砕ローラ１２１Ａによって粉砕される。
【００１４】
本体部１４１の底部側面にはガス導入口１２４が設けられており、このガス導入口１２４から高温のガス（例えば３００℃）が本体部１４１内に導入されるようになっている。導入されたガスは本体部１４１内で上昇ガス流１２９となり、この上昇ガス流１２９によって、粉砕された原料原石等の微粉が上方に飛ばされる（詳細後述）。微粉は、ガスとともに本体部１４１の上部の排出口１２５から外部に排出される。
【００１５】
粉砕テーブル１２１Ｂの周囲には排石用の開口部１２６が設けられている。上昇ガス１２９に乗ることができない比較的大きな粗粒や塊など（金属類を含んでいる）は、粉砕テーブル１２１Ｂの周囲から開口部１２６に落下する。開口部１２６に落下した粗粒（排石、別廃棄物）はベルトコンベア３０５（図１参照）によって外部に搬送される。なお、粉砕テーブル１２１Ｂは、上昇ガス流１２９の作用と相まって形状選別部として機能するものである。
【００１６】
本体部１４１内の上部には、もう１つの形状選別部である分級機１２３が設けられている。この分級機１２３は、上昇ガス流１２９によって運ばれた微粉を分級する。
【００１７】
［全体構成］
再び図１を参照する。供給部２００は、セメント原料原石および廃棄物を受けてそれを搬送する原料ベルトコンベア２０８と、そのベルトコンベア２０８の途中に配置された磁選機２０３と、ベルトコンベア２０８の終端側に配置された原料タンク２０２と、その原料タンク２０２からの原料原石等を竪型ミル１００に搬送する原料ベルトフィーダ２０７とを有している。このように供給部２００に磁選機２０３が設けられている場合、原料タンク２０２に供給する前に原料原石等から鉄片等を除去することができる点で好ましい。
【００１８】
排出部４００は、竪型ミル１００の排出口１２５（図２参照）から排出された微粉をセメント製造装置のキルン（不図示）に送るサイクロン４０９と、そのサイクロン４０９からのガスが通る排気ファン４１０と、ガス中の異物等を除塵する電気集塵機４１１と、集塵機４１１からのガスを大気に排出する煙突４１２と、を有している。
【００１９】
循環部３００は、竪型ミル１００から排出された排石を略水平方向に搬送する排石ベルトコンベア３０５と、該ベルトコンベア３０５によって搬送された排石を上方に搬送する排石バケットエレベータ３０６とを有している。排石バケットエレベータ３０６の排出部付近には、排石バケットエレベータ３０６からの排石を受ける切替手段３３２が配置されている。切替手段３３２は、排石を、第１の搬送ルートと第２の搬送ルートとに切り替える機能を有している。切替手段３３２の下流には金属類選別部３５０（詳細下記）と、ベルトコンベア３７０とが並列に配置されており、切替手段３３２は、排石をこれらのうちいずれかのルートに振り分ける。切替手段３３２は、そのような振分け機能を備えるものであればいかなる構成であってもよいが、一例として、所定の駆動源によって内部の通路が切り替えられ、排石が第１のルートまたは第２のルートに振り分けられるものであってもよい。
【００２０】
［金属類選別部］
次に、図３を参照して金属類選別部３５０について説明する。
金属類選別部３５０は市販のもの（例えば（株）アーステクニカ社製の「マルチソータＦ６００」）を利用することができる。この例では、排石を略水平方向に搬送するベルトコンベア３５４と、このベルトコンベア３５４の終端部付近に設けられた２つのホッパ３６４、３６５とが設けられている。ベルトコンベア３５４に近い側が第１のホッパ３６４であり、遠い側が第２のホッパ３６５である。金属類選別部３５０はさらに、ベルトコンベア３５４内に配置された磁界センサ３５３を有している。また、ベルトコンベア３５４の終端部と第１のホッパ３６４との間には、横方向に配列されたエアノズル３５６が設けられている。
【００２１】
この磁界センサ３５３は、強い磁気を用いることでベルトコンベア３５４上の排石中に存在する金属を検出するものであり、鉄だけでなく非鉄金属も検出可能に設けられている。本実施形態では磁選機２０３によって排石中の鉄片は予め大部分が除去されており、この磁界センサ３５３では主として非鉄金属が検出されることとなる。
【００２２】
このように構成された金属類選別部３５０は、磁界センサ３５３によって排石中の金属類（主として非鉄金属）が検知された場合に所定のタイミングでエアノズル３５６を動作させることで、風圧により、金属類を第２のホッパ３６５に吹き飛ばす。一方、金属類以外の塊などは、第１のホッパ３６４内に落下する。これにより、排石から金属類を分離することができる。図１に示すように、第１のホッパ３６４に落下した排石は再び原料タンク２０２に送られて竪型ミル１００に再投入され、一方、第２のホッパ３６５に吹き飛ばされた金属類は容器３１８内に除去される。
【００２３】
［ミル振動検出］
図１に示すように、本実施形態においては、竪型ミル１００に、その振動を計測する振動検出部１５が設けられている。振動検出部１５は、振動を検出できるものであれば特に限定されるものではなく、例えば、加速度を検出するものであってもよいし、変位を検出するものであってもよい。振動検出部１５は、接触式または非接触式のいずれであってもよく、その配置位置も特定箇所に限定されるものではない。一例として、振動検出部１５は、竪型ミル１００のテーブルライナーから約１メートル上方のミルケーシング（本体部１４１）側面に取り付けられてもよい。
【００２４】
振動検出部１５が検出する振動の方向は、水平方向および垂直方向の両方であってもよいし、いずれか一方のみであってもよい。
【００２５】
図１に模式的に示すように、この例では、振動検出部１５は制御部３０に接続されている。この制御部３０は、切替手段３３２の駆動源に接続され（一例）、振動検出部１５の検出結果に基づいて下記のような処理（一例）を行う：
（ｉ）検出された竪型ミル１００の振動がある閾値以上の場合には、排石が金属類選別部３５０に供給されるように切替手段３３２を制御する。
（ｉｉ）一方、振動がある閾値未満の場合には、排石がベルトコンベア３７０に供給されるように切替手段３３２を制御する。
【００２６】
［原料および廃棄物の流れ］
上記のように構成された本実施形態のセメント製造装置１の動作について、以下説明する。
【００２７】
まず、供給部２００のベルトコンベア２０８にセメント原料原石および固形廃棄物が供給される。この原料原石等はベルトコンベア２０８によって搬送され、原料タンク２０２内へと供給される。ベルトコンベア２０８によって搬送される途中で、磁選機２０３によって、原料原石等に混入している金属の内鉄片等が選別除去される。
【００２８】
次いで、原料タンク２０２からの原料原石等がベルトフィーダ２０７によって竪型ミル１００へと搬送される。搬送された原料原石等は、竪型ミル１００の原料供給路１２２（図２参照）に供給され、原料供給路１２２を通って（具体的には、三重ダンパー１２８などを通って）本体部１４１内に送られる。
【００２９】
本体部１４１内に送られた原料原石等は、図２に示すように粉砕テーブル１２１Ｂ上に供給され、粉砕ローラ１２１Ａによって細かく粉砕される。
【００３０】
本実施形態の竪型ミル１００では、供給された原料原石等に含まれる金属異物が比較的大きい（または大量の）場合、粉砕する際に生じる振動も大きくなる。そこで、本実施形態では、振動検出部１５によって竪型ミル１００の振動の計測を行い、その振動の大きさから、ミル内の原料原石等に含まれる金属異物の性状を推定する。振動検出部１５の検出結果に基づく切替手段３３２の切替え動作については後述するものとする。
【００３１】
再び図２を参照し、粉砕テーブル１２１Ｂおよび粉砕ローラ１２１Ａの動作中、ガス導入口１２４からキルン排ガスの温度が３００℃（一例）の熱風が導入され、熱風は、粉砕テーブル１２１Ｂの周囲からの上昇ガス流１２９となって上方に送られる。この上昇ガス流１２９によって、粉砕された原料原石等の微粉（適合廃棄物）が上方に運ばれ、分級機１２３で分級されて、上昇ガス流１２９に乗って粉砕物排出口１２５から外部へ排出される。なお、分級機１２３で分級されて外部へと排出される金属類については、セメント製品として品質上問題はない。
【００３２】
排出口１２５から排出された微粉は、次いで図１に示すように、サイクロン４０９によって捕集されてセメントキルンへ送られる。サイクロン４０９でほとんどの微粉が分離されたガスは、排気ファン４１０を通り、電気集塵機４１１にてほぼ完全に除塵され煙突４１２から大気へと排出される。電気集塵機４１１で捕集されたダストは、セメントキルンに搬送され焼成されてセメントクリンカ(セメント中間製品)となる。なお、サイクロン４０９はなくてもよい。
【００３３】
竪型ミル１００の説明に戻り（図２参照）、上昇ガス流１２９に乗れなかった粉砕されていない金属類を含む比較的大きな粗粒（排石、別廃棄物）は、その大部分が排石用開口部１２６から落下する。落下した排石は、図１に示すように、排石ベルトコンベア３０５で輸送される。このコンベア３０５で輸送された排石は、次いで、排石バケットエレベータ３０６で上方に搬送され、切替手段３３２に供給される。
【００３４】
［ミル振動に基づく制御］
本実施形態では、動作中の竪型ミル１００の振動が振動検出部１５によって計測される（図４のフローチャートのステップＳ１）。振動検出部１５は、竪型ミル１００の粉砕ローラ１２１Ａが原料原石等の粉砕を行っている間、その振動の検出を行う。検出は、原料原石等の粉砕中、常時行われてもよいが、これに限定されるものではなく、間欠的に行われてもよい。
【００３５】
そして、制御部３０は、検出された振動値ｆがある閾値α以上であるか否かを判定し（ステップＳ２）、閾値α以上であった場合には、切替手段３３２からの排石をベルトコンベア３５４（選別系統）を介して金属類選別部３５０に供給させる（ステップＳ３：選別系統で供給）。
【００３６】
金属類選別部３５０（図３参照）では、まず、エレベータ３０６からの排石をベルトコンベア３５４（選別系統）で受け、ベルトコンベア３５４は排石をホッパ３６４、３６５側に向けて搬送する。磁界センサ３５３で検知された金属類は、エアノズル３５６の噴射によって吹き飛ばされて第２のホッパ３６５内に飛び込む。金属類以外の排石（粉粒体や塊）は、ベルトコンベア終端部から第１のホッパ３６４内に落下する。第２のホッパ３６５に入った金属類は、図１に示すように、容器３１８内に除去される。一方、第１のホッパ３６４に入った排石は、再び原料タンク２０２に投入される。
【００３７】
図４のステップＳ２で、検出された振動値ｆがある閾値α未満であった場合には、制御部３０は、切替手段３３２からの排石をベルトコンベア３７０（非選別系統）に供給する（ステップＳ４：非選別系統で供給）。ベルトコンベア３７０に供給された排石は、そのまま下流へと送られ、上記同様、原料タンク２０２に供給される。
【００３８】
こうして原料タンク２０２に供給された排石は、原料ベルトフィーダ２０７を経由して再び竪型ミル１００内へと送られ、その後、上記の一連の動作を繰り返す。
【００３９】
［ミル振動に基づく制御（起動時間を考慮）］
なお、セメント製造装置１は、図４のようなフローチャートの他にも、図５のようなフローチャートにしたがって動作するものであってもよい。図５のフローチャートは基本的に図４のものと同じであるが、ステップＳ２の判定工程の後に、所定時間ｔが経過したか否かの判定工程（ステップＳ２′）が追加されている。すなわち、検出された振動値ｆが閾値α以上であって（ステップＳ２）、かつ、その時点（閾値α以上となった時点）から所定時間ｔが経過したとき（ステップＳ２′）に、排石が金属類選別部３５０に振り分けられるようになっている。
【００４０】
このように、排石を金属類選別部３５０に振り分けるのを所定時間ｔだけ遅らせる１つの理由は以下の通りである。すなわち、例えば省エネ等の理由で通常時は金属類選別部３５０を停止して運転する場合、振動が大きくなってベルトコンベア３５４（選別系統）に切り替えると同時に金属類選別部３５０を起動する必要があるが、金属類選別部３５０が起動してから稼動するまでにタイムラグがある場合、金属類選別部３５０が稼動していないにもかかわらずベルトコンベア３５４に廃棄物が供給され、金属が適切に除去されないおそれがある。これに対して上記のように所定時間ｔ経過後（この時点では、金属類選別部３５０の起動が完了している）にベルトコンベア３５４に切り替えることにより、金属類の除去を適切に行うことが可能となる。
【００４１】
なお、所定時間ｔ（図５のステップＳ２′）は、例えば、排石が竪型ミル１００から金属類選別部３５０まで搬送されるのに必要な所要時間等を考慮して決定されるものであってもよい。
【００４２】
［効果］
以上に説明した本実施形態に係る発明は次の通りである。
１．廃棄物をセメント原料または燃料として用いるセメント製造装置（１）において、
前記廃棄物を粉砕する粉砕部（粉砕ローラ１２１Ａ、粉砕テーブル１２１Ｂ）、および、粉砕された廃棄物をセメント原料または燃料に適した大きさの適合廃棄物とそれ以外の大きさの別廃棄物との選別を行う形状選別部（粉砕テーブル１２１Ｂ）を有する竪型ミル（１００）と、
前記別廃棄物を、前記形状選別部から搬出して循環し、前記竪型ミル（１００）に再投入する循環部（３００）と、
前記別廃棄物から金属類を選別する金属類選別部（３５０）と
を備え、
前記循環部（３００）は、前記竪型ミル（１００）から前記別廃棄物を搬出する排出路（３０５）と、前記排出路に接続し、前記竪型ミル（１００）の鉛直上方側に前記別廃棄物を供給する供給路（３０６、３５４）とを有し、
前記金属類選別部（３５０）は、前記供給路（３５４）に設けられ、この供給路によって搬送される別廃棄物中から前記金属類を選別して除去し、
前記供給路は複数系統設けられ、（ｉ）前記金属類選別部が設けられた選別系統（ベルトコンベア３５４）と、（ｉｉ）この選別系統以外の非選別系統（ベルトコンベア３７０）とを有し、
さらに、
前記別廃棄物を前記選別系統（ベルトコンベア３５４）と前記非選別系統（ベルトコンベア３７０）のいずれか一方に供給する切替手段（３３２）と、
前記竪型ミルの振動を検出する振動検出部（１５）と、を備え、
前記切替手段（３３２）は、検出された振動が閾値以上となった場合、前記別廃棄物を前記選別系統（ベルトコンベア３５４）に供給すること
を特徴とするセメント製造装置（１）。
【００４３】
このように構成されたセメント製造装置（１）によれば次のような利点がある。すなわち、循環部（３００）に金属類選別部（３５０）を設けない場合、磁選機（２０３）が一旦金属類を取り残した場合、再度選別することはできないが、本実施形態のように金属類選別部（３５０）が設けてあれば、金属類を効率的に除去することができる。また、循環部（３００）に金属類選別部（３５０）を設けることで、再度竪型ミル（１００）に投入される金属類を大幅に減少させることが可能となり、竪型ミル（１００）および循環部（３００）にかかる負荷を低減させることができる。
【００４４】
また、一般的なセメント製造装置には、石灰石等の原料を粉砕するための竪型ミル（１００）が設けられている。本実施形態では、この竪型ミル（１００）を利用して廃棄物を粉砕するものであるので、別途新たな装置を設けることなく、廃棄物を粉砕しつつ、金属類を選別することができる。循環部（３００）においては、すでに廃棄物が粉砕された状態となっているので、竪型ミル（１００）よりも上流で金属類の除去を行うのに比較して、効率的に金属類を除去できる。さらに、図１のような構成においては、磁選機２０３によってすでに鉄の大塊が一次選別されており、金属類選別部３５０で金属類を除去する際は上流（ベルトコンベア２０８）に比べて金属塊が少量となっているため、金属類の除去を良好に行うことができる。
【００４５】
特に、廃棄物が建設発生土である場合、廃棄物内には金属も含まれることとなり、含まれる金属の量が増加すると、装置内、とりわけ循環路（３００）の内壁に金属塊が衝突して悪影響を与えるおそれがある。一方、本実施形態では、多量の金属が竪型ミル（１００）を通過する際は竪型ミル（１００）の振動が大きくなり、検出された振動が閾値以上となった場合にのみ別廃棄物を選別系統（ベルトコンベア３５４）に供給するので、選別系統の装置等（ベルトコンベア３５４）にかかる負担を軽減することができる。
【００４６】
この点についてより詳しく説明する。仮に本実施形態のように別途のベルトコンベア３７０が設けられていない場合、金属類分離装置３５０のベルトコンベア３５４で常に排石を搬送することとなるので、このベルトコンベア３５４等の摩耗、損傷が進行しやすい。
【００４７】
とりわけ、図３のような金属類選別部３５０においては、磁界センサ３５３がベルトコンベア３５４の内側に設けられ、このベルトコンベア３５４越しに金属類の選別が行われる構成であるため、比較的薄いベルトコンベア３５４が使用されることとなる。したがって、ベルトコンベア３５４の磨耗、損傷の対策が特に重要となるが、本実施形態の構成によれば、別廃棄物が間欠的にベルトコンベア３５４に供給されるものであるため、ベルトコンベア３５４の摩耗、損傷を低減することができる。
【００４８】
一方、排石の性状によっては（すなわち、非鉄金属を含む金属類がそれほど含まれていない場合には）、金属分類を行わずに排石をそのまま竪型ミル１００に戻しても差し支えない場合もある。
【００４９】
本実施形態では、竪型ミル１００の振動量が所定の閾値以上であった場合、言い換えれば、粉砕されているものの中に比較的多くの金属類が含まれていると推定される場合にのみ金属類分離装置３５０側に排石が供給され、それ以外はベルトコンベア３７０での搬送となるので、金属類分離装置３５０のベルトコンベア３５４等の摩耗、損傷の進行を抑えることができる。
【００５０】
仮に、竪型ミルの振動量が所定の閾値を超えない程度の金属類が循環部３００から再度竪型ミル１００に戻されたとしても、その程度の金属類の量であれば、粉末化してセメント原料として利用することができるので、特に問題はない。また、そのような金属類が原料粉砕工程の設備に与える損傷は軽微である。
【００５１】
さらに本実施形態のように、金属類選別部３５０とは別にベルトコンベア３７０が設けられている場合、もし故障等によって金属類選別部３５０が運転不能となった場合であっても、ベルトコンベア３７０で搬送を行うことができるので、セメント原料粉砕工程全体の停止を回避することができる。
【００５２】
なお、金属類選別部３５０は、間欠的な運転を行うように構成されていてもよいし、連続的な運転（常時運転）を行うように構成されていてもよい。間欠的な運転の場合、運転コストの低減を図ることができる。
【００５３】
２．切替手段（３３２）は、検出された振動が閾値以上になってから所定時間（ｔ）経過後、前記別廃棄物を前記選別系統（３５４）に供給する。
このような構成によれば、上述したように、例えば金属類選別部３５０が稼働するまでの時間等を考慮した良好な金属類除去が実施可能となる。
【００５４】
なお、本発明は図１に示したような形態に限られるものではなく、種々変更可能である。例えば、図１の磁選機２０３を省略しても構わない。磁選機２３０を設けるか否かは、投入される廃棄物の性状等を考慮して決定すればよい。
【００５５】
図１では、模式的に１つの制御部３０を図示したが、このような制御部は必ずしも独立した機器として設けられている必要はない。セメント製造装置１の動作を制御する不図示の制御手段に制御部３０と同様の機能を持たせることで対応してもよい。
【符号の説明】
【００５６】
１ セメント製造装置
１５ 振動検出部
３０ 制御部
１００ 竪型ミル
１２０ 粉砕部
１２１Ａ 粉砕ローラ
１２１Ｂ 粉砕テーブル
１２２ 原料供給路
１２３ 分級機
１２４ ガス導入部
１２５ 排出部
１２６ 開口部
１２９ 上昇ガス流
１４１ 本体部
２００ 供給部
２０２ 原料タンク
２０３ 磁選機
２０７ 原料ベルトフィーダ
２０８ ベルトコンベア
３００ 循環部
３０５ 排石ベルトコンベア
３０６ 排石バケットエレベータ
３３２ 切替手段
３５０ 金属類選別部
３５３ 磁界センサ
３５４ ベルトコンベア
３５６ エアノズル
３６４ 第１のホッパ
３６５ 第２のホッパ
３７０ ベルトコンベア
４００ 排出部
４０９ サイクロン
４１０ 排気ファン
４１１ 電気集塵機
４１２ 煙突
【特許請求の範囲】
【請求項１】
廃棄物をセメント原料または燃料として用いるセメント製造装置において、
前記廃棄物を粉砕する粉砕部、および、粉砕された廃棄物をセメント原料または燃料に適した大きさの適合廃棄物とそれ以外の大きさの別廃棄物との選別を行う形状選別部を有する竪型ミルと、
前記別廃棄物を、前記形状選別部から搬出して循環し、前記竪型ミルに再投入する循環部と、
前記別廃棄物から金属類を選別する金属類選別部と
を備え、
前記循環部は、前記竪型ミルから前記別廃棄物を搬出する排出路と、前記排出路に接続し、前記竪型ミルの鉛直上方側に前記別廃棄物を供給する供給路とを有し、
前記金属類選別部は、前記供給路に設けられ、この供給路によって搬送される別廃棄物中から前記金属類を選別して除去し、
前記供給路は複数系統設けられ、（ｉ）前記金属類選別部が設けられた選別系統と、（ｉｉ）この選別系統以外の非選別系統とを有し、
さらに、
前記竪型ミルの振動を検出する振動検出部と、
前記別廃棄物を前記選別系統と前記非選別系統のいずれか一方に供給するとともに、検出された前記振動が閾値以上となった場合、前記別廃棄物を前記選別系統に供給する切替手段と
を有することを特徴とするセメント製造装置。
【請求項２】
請求項１に記載のセメント製造装置において、
前記切替手段は、検出された振動が閾値以上になってから所定時間経過後、前記別廃棄物を前記選別系統に供給すること
を特徴とするセメント製造装置。
【請求項３】
廃棄物を粉砕する粉砕部、および、粉砕された廃棄物をセメント原料または燃料に適した大きさの適合廃棄物とそれ以外の大きさの別廃棄物との選別を行う形状選別部を有する竪型ミルと、前記別廃棄物を、前記形状選別部から搬出して循環し、前記竪型ミルに再投入する循環部と、前記別廃棄物から金属類を選別する金属類選別部とを備えたセメント製造装置によって、廃棄物をセメント原料または燃料として用いセメントを製造するセメント製造方法において、
前記セメント製造装置は、
前記循環部が、前記竪型ミルから前記別廃棄物を搬出する排出路と、前記排出路に接続し、前記竪型ミルの鉛直上方側に前記別廃棄物を供給する供給路とを有し、
前記金属類選別部は、前記供給路に設けられ、この供給路によって搬送される別廃棄物中から前記金属類を選別して除去し、
前記供給路は複数系統設けられ、（ｉ）前記金属類選別部が設けられた選別系統と、（ｉｉ）この選別系統以外の非選別系統とを有し、
さらに、前記別廃棄物を前記選別系統と前記非選別系統のいずれか一方に供給する切替手段と、前記竪型ミルの振動を検出する振動検出部と、を備えるものであって、
前記竪型ミルの振動を計測するステップと、
計測された振動が閾値以上であるか否かを判定するステップと、
閾値以上となった場合に前記別廃棄物を前記選別系統に供給するステップと
を含む
ことを特徴とするセメント製造方法。
【請求項４】
請求項３に記載のセメント製造方法において、
計測された振動が閾値以上になってから所定時間経過したか否かを判定するステップを含み、
所定時間経過した場合に、前記別廃棄物を前記選別系統に供給する前記ステップが行われる
ことを特徴とするセメント製造方法。
【請求項１】
廃棄物をセメント原料または燃料として用いるセメント製造装置において、
前記廃棄物を粉砕する粉砕部、および、粉砕された廃棄物をセメント原料または燃料に適した大きさの適合廃棄物とそれ以外の大きさの別廃棄物との選別を行う形状選別部を有する竪型ミルと、
前記別廃棄物を、前記形状選別部から搬出して循環し、前記竪型ミルに再投入する循環部と、
前記別廃棄物から金属類を選別する金属類選別部と
を備え、
前記循環部は、前記竪型ミルから前記別廃棄物を搬出する排出路と、前記排出路に接続し、前記竪型ミルの鉛直上方側に前記別廃棄物を供給する供給路とを有し、
前記金属類選別部は、前記供給路に設けられ、この供給路によって搬送される別廃棄物中から前記金属類を選別して除去し、
前記供給路は複数系統設けられ、（ｉ）前記金属類選別部が設けられた選別系統と、（ｉｉ）この選別系統以外の非選別系統とを有し、
さらに、
前記竪型ミルの振動を検出する振動検出部と、
前記別廃棄物を前記選別系統と前記非選別系統のいずれか一方に供給するとともに、検出された前記振動が閾値以上となった場合、前記別廃棄物を前記選別系統に供給する切替手段と
を有することを特徴とするセメント製造装置。
【請求項２】
請求項１に記載のセメント製造装置において、
前記切替手段は、検出された振動が閾値以上になってから所定時間経過後、前記別廃棄物を前記選別系統に供給すること
を特徴とするセメント製造装置。
【請求項３】
廃棄物を粉砕する粉砕部、および、粉砕された廃棄物をセメント原料または燃料に適した大きさの適合廃棄物とそれ以外の大きさの別廃棄物との選別を行う形状選別部を有する竪型ミルと、前記別廃棄物を、前記形状選別部から搬出して循環し、前記竪型ミルに再投入する循環部と、前記別廃棄物から金属類を選別する金属類選別部とを備えたセメント製造装置によって、廃棄物をセメント原料または燃料として用いセメントを製造するセメント製造方法において、
前記セメント製造装置は、
前記循環部が、前記竪型ミルから前記別廃棄物を搬出する排出路と、前記排出路に接続し、前記竪型ミルの鉛直上方側に前記別廃棄物を供給する供給路とを有し、
前記金属類選別部は、前記供給路に設けられ、この供給路によって搬送される別廃棄物中から前記金属類を選別して除去し、
前記供給路は複数系統設けられ、（ｉ）前記金属類選別部が設けられた選別系統と、（ｉｉ）この選別系統以外の非選別系統とを有し、
さらに、前記別廃棄物を前記選別系統と前記非選別系統のいずれか一方に供給する切替手段と、前記竪型ミルの振動を検出する振動検出部と、を備えるものであって、
前記竪型ミルの振動を計測するステップと、
計測された振動が閾値以上であるか否かを判定するステップと、
閾値以上となった場合に前記別廃棄物を前記選別系統に供給するステップと
を含む
ことを特徴とするセメント製造方法。
【請求項４】
請求項３に記載のセメント製造方法において、
計測された振動が閾値以上になってから所定時間経過したか否かを判定するステップを含み、
所定時間経過した場合に、前記別廃棄物を前記選別系統に供給する前記ステップが行われる
ことを特徴とするセメント製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１３−２８４７７（Ｐ２０１３−２８４７７Ａ）
【公開日】平成２５年２月７日（２０１３．２．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１６４６７６（Ｐ２０１１−１６４６７６）
【出願日】平成２３年７月２７日（２０１１．７．２７）
【出願人】（００００００２０６）宇部興産株式会社 (2,022)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月７日（２０１３．２．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月２７日（２０１１．７．２７）
【出願人】（００００００２０６）宇部興産株式会社 (2,022)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]