セメント製造の効率化、製品の品質と収益性の向上のための先進技術
セメント製造の方法とプロセスは、市場の要求、競争圧力、新たな経済的な現実、政府の規制に対応するために、さらに迅速に進化させる必要があります。サーモフィッシャーサイエンティフィックは、セメント製造プロセスを改善する技術を開発・応用し、お客様の収益性を向上させるという点において、もっとも信頼できる業界パートナーであり続けます。先進的な技術と、それらをどのようにお客様の業務に応用できるかをご紹介します。
即発ガンマ中性子放射化分析／パルス高速熱中性子放射化（PGNAA/PFTNA）
PGNAA/PFTNAは、プロセス最適化におけるリアルタイムの品質管理に使用され、原材料のプロセスストリーム全体の高頻度オンライン元素分析を提供します。PGNAA/PFTNAを使用した分析計は、コンベヤーベルト上に直接配置され、原材料の断面全体に放射線が浸透するため、試料や表面測定だけでなく原材料の全体の流れを分刻みで均一に測定できます。セメント製造業者は、原材料の品質管理と工場での石炭火力発電の管理という2つの重要な点でこの技術を活用できます。
セメントの主要な元素成分は、カルシウム、アルミニウム、鉄、シリコンです。しかし、石灰石、粘土、砂岩の中には、酸化マグネシウムなどの不要な元素や、ナトリウム、カリウム、硫黄などのアルカリが存在し、プロセスに悪影響をおよぼすことがあります。このような場合、エンドユーザーは、PGNAA技術を使用して石灰岩中のMgOレベルを監視し、適宜調整することができます。
この技術は、発電所の動力源である石炭混合の制御にも役立ちます。これにより、セメント製造業者は低コストの石炭と高コストの石炭を「混合」して、燃料費をさらに節約し、キルン内への供給量を安定させることができます。
蛍光Ｘ線
蛍光X線（XRF）分光計は、材料の元素組成を測定するのに使用される非破壊分析技術です。XRF分析計は、一次X線源によって励起された場合に試料から放出される蛍光（または2次）X線を測定することで機能します。試料に含まれる各元素は、一連の特徴的な蛍光X線、または固有の「指紋」を生成します。定量・定性分析の優れたツールであるXRF分析計は、この「指紋」が元素によって異なることを利用しています。セメント製造では、XRFは原材料、クリンカー、および最終製品の分析に使用されます。
X線回折
汎用性が高く、非破壊分析技術であるX線回折（XRD）の使用で、結晶材料の詳細な相および構造情報を迅速に取得できます。X線回折（ブラッグの法則）の発見により、物理学者、化学者、材料科学者、および冶金学者は、構造と特性の関係を研究できるようになり、材料科学や技術の分野で数多くの新たな発見につながりました。
蛍光X線（XRF）分析は、試料の元素組成を特定しますが、さまざまな元素がどのように組み合わされているかに関する情報は得られません。このような鉱物学的な情報は、X線回折によってのみ得ることができます。一般的な結晶試料の場合、XRFはたとえば全Ca濃度を測定します。XRDでは、岩石、鉱物、酸化物の材料や製品などの結晶体の相や化合物を分析することができます。同じ試料をXRDで分析することにより、さらに一歩進んで、CaO、CaCO3、Ca（OH）2の含有量やその他のCa相についての情報が得られます。
放射線検出
鉱山業や採掘された鉱物を利用する人々は、自然に発生するさまざまな放射線にさらされています。また、セメント製造では、放射性物質の測定・分析技術（X線・ガンマ線分析計など）が多用されているため、被曝の可能性が飛躍的に高まります。自然放射線源と人工放射線源の双方とも危険であり、適切に管理しなければ生命を脅かす可能性があります。
製造工程全体でのさまざまな種類の放射線検出は、作業者の安全性と品質管理のためにもっとも重要です。放射線検出技術は、監視する放射線の種類や環境、放射線源に応じて、複数の機器を用いて提供することができます。
携帯型放射線検出装置は、ガンマ線を正確な線量率でリアルタイムに検出し、放射性物質の発見を確認し、放射能が自然由来のものか人工（人造）由来のものかを評価します。高感度中性子応答とアラームしきい値を備えた携帯型機器を使用すると、ガンマ感度とエネルギー補償型線量率測定をモニターすることができます。
インフォマティックス
セメント製造者が利用できる高度な材料分析機器は、生産性、効率性、収益性をかつてないほど向上させます。これらの改善は、専用のソフトウェアやインフォマティクスによってさらに拡大することができます。弊社のシステムは、ラボ機器と現場での機器間の接続性を提供し、豊富な情報分析と最適な管理制御を実現し、機器の有用性を向上させます。たとえば、XRFとPGNAA元素分析計を接続することで、両方のシステムからのデータを比較して、最高の運用効率を実現できます。その他の専用のソフトウェアを使用することで、原材料の供給速度をリアルタイムで自動調整し、生産性と品質管理を最大限に高めることができます。セメント業界向けに特化した当社の高度なインフォマティクスシステムにより、お客様の技術投資に対するリターンをさらに拡大することができます。
ラボラトリーの自動化
セメント製造業者は、ラボラトリー自動化技術を使用して、アプリケーションのプロセス制御と効率をさらに高めることができます。XRF分光分析装置は完全に自動化されており、スループットの向上、分析精度の向上、コストの削減が可能です。このレベルの自動化により、完全なラボラトリーのワークフローソリューションが実現でき、応答時間の短縮、試料処理の頻度の増加、非常に重要な生産管理環境における自動試料調製の可用性の向上が可能になります。
排出量分析
弊社は約40年という長い時間をかけ、要求の高い運用および環境モニタリングシステムの設計と実稼働を完成させました。弊社の最先端技術は、長年にわたる卓越した事業パフォーマンスとともに、各システムに高い品質で組み込まれています。
弊社のガスおよび微粒子排出分析計を使用することで、NO、NO2、NOx、SO2、CO、CO2、オゾン、非メタン炭化水素（これらに限定されません）、およびその他ユーザーが必要とするガスなど、生産のさまざまな段階におけるプロセスガスの完全なスペクトルを検出し、監視できます。 弊社の分析計は、非分散型赤外線（NDIR）、化学発光、パルス蛍光検出、炎イオン化検出（FID）、原子蛍光検出、透過率計、超音波モニター、完全抽出プローブ、および希釈抽出プローブなど、さまざまな技術を利用しています。これらの技術を組み合わせることで、規制当局のガイドラインに準拠しつつ、お客様独自の大気質モニタリングのニーズに応えることができます。本システムは、US EPA 40CFR Part 60および75基準を満たすように設計されていると同時に、卓越した感度、精度、信頼性を実現します。
