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セメント業界における圧縮空気

建設業界は年々成長しており、それに伴いセメント、石膏、コンクリートの使用量も増加しています。これらの建築に不可欠な材料は、主に石灰石などの天然資源から採取され、きめの粗い塊の状態で輸送され、「砕く」「磨く」「焼く」といった工程を経て、粗い岩石から粉末になります。燃焼中に、粉砕された粉末は解けて小さな塊となるまで熱せられ、クリンカーと呼ばれる小さな塊になります。このクリンカーは高い吸湿性を持っており、巨大なボールミルでのさらなる粉砕工程を経て、初めて微細なセメントになります。

多くの場合、建設業界では適した特定の物質を生産され追加される。そのため建設業界の最も適した物質を提供することができる。

その後、微粉末は、梱包されて出荷されるか、サイロに入れられてトラックミキサーに直接積み込まれて使用されます。

水分という特別な課題

これらの過程において、空気圧で駆動する機械、送風機、コンベヤーなどが、埃の多い厳しい環境の中で圧縮空気を使って運転されることがよくあります。ここで特に問題となるのが、周囲の空気中の水分や、生産工程で発生する水蒸気や油を含んだ蒸気です。粉末状のセメントやクリンカーが固まったり、配管を詰まらせたり、セメント自体を使えなくします。周囲の空気からの水分や生産に使用する水や油を含む蒸気は、非常に水分を多く含む粉体を固まらせる原因となるため、機械の使用と保管や運搬時において、周囲の空気と圧縮空気の品質について特別な要求が必要となります。

圧縮空気の品質要件

例えば、空圧駆動装置、搬送用空気、または過程用空気は特に乾燥していて、製造時、積載時、または搬送時に、湿気や油分を含んだ蒸気がない状態にしなければなりません。そうしないと、同じラインに設置されたバルブ、シリンダー、オーブンやサイロの光学監視システムに付着したり、詰まったりして、生産を遅らせたり、摩耗により修理が必要になったり、最悪の場合は工場が停止してしまうこともあります。

生産工場の種類によっては、ボールミルとサイロは、圧縮空気で様々な箇所を洗浄したり、凝固や硬化を防ぐ適切な化学物質を吹き付けたりします。

VDMA(ドイツ機械工業連盟)は標準書を用いて、様々な産業における圧縮空気の品質に関する重要な情報を提供しています。セメント業界向けには、粒子含有量で品質クラス4~7、10℃以上の湿度(蒸気)でクラス4、10℃以下でクラス2~3、全油分含有量でクラス4を定義しています。これらのクラスは、制御用空気(例:空圧駆動用)と搬送用空気(例:搬送、冷却、保管用)の両方に適用されます。

*出典 VDMA 標準シート 15390-1

用途

搬送
kalzinator

使用する素材の大きさに応じて、圧縮空気で作動するラインが素材の搬送に使用されます。素材が乾燥した粉状であればあるほど、使用する圧縮空気も乾燥していなければならず、水分を含んだ粉末がラインの側面や接続部、バルブに付着して動作の妨げにならないようにしなければなりません。特に屋外のラインでは、温度の変動やそれに伴うドレンの発生を制御・抑制し、生産を中断させないようにする必要があります。

保管
zementwerk

出来上がった吸湿性の高い粉末は、ファンで冷された部屋で保管されます。この時、粉体が均質に保たれ、固まったりしないように、外気から油分を含んだ蒸気や水分を取り除き、完全に乾燥した不純物のない空気を吹き込むことが絶対に必要です。粉体をサイロに移す場合、例えばコンクリートに加工する前には、乾燥した圧縮空気を自給式システムを通してタンカーに送り込み、そのタンカーからサイロに移さなければならない。その際、湿った外気がプロセス中のセメントに触れることはありません。

洗浄
silos

吸湿性の高い粉体は、処理の過程で様々な段階を踏みます。この過程では、特に製品が堆積する場所、つまり一定期間大量の製品を保管している場所で堆積物が発生することがあり、これらの堆積物は定期的に除去する必要があります。これを行うのが圧縮空気の吹き付けで、一定の時間や一定の工程を経た後に自動的に行われ、付着物の発生や製品の損失を防ぐことができる。圧縮空気には水分や油分が含まれておらず、非常に乾燥した状態で、堆積物を付着しないようにすることが必要です。全行程のroロータリーキルン(回転式窯)は乾燥したオイルフリーの空気の使用が執拗不可欠となります。

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