JPH0243544B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、セメント・クリンカー等の砕料を粉
砕する閉回路粉砕系を制御する方法に関し、さら
に詳しくいえば、粉砕機と分級装置を最適切な操
作条件のもとで運転することにより所定の粉末度
をもつた製品を安定状態で効率よく生産すること
ができるように粉砕系を制御する方法に関する。

従来、閉回路粉砕系を制御する方法として粉砕
機出口側に設けられたバケツト・エレベーター等
の輸送装置の移送量を一定に制御し、もつて粉砕
機を通過する砕製物の処理量をつねに一定に保持
する、いわゆる、循環量一定保持制御法が採用さ
れている。しかし、この従来の制御方法について
は次のような問題点が指摘されている。

なんらかの要因により粉砕機へ供給される砕料
の粒度や被粉砕性が変化したとき、従来の制御法
においては粉砕機から砕製物が排出されて分級機
で所定の粒度範囲に分級されたあと、粗粉が粉砕
機へ送り戻され、再粉砕に付されて再び排出され
た時点ではじめて上記の変化が検出されるように
なつている。したがつて、上述のような変化に対
する粉砕系全体の応答が遅いため調整動作にはい
る時期が遅れ、制御結果がハンチングすることが
しばしばである。このようなハンチング現象を防
止するため、制御動作に大きい時定数を与えるこ
とが提案されているが、製品の粒度分布のばらつ
きが大きくなる欠点があることが明らかにされて
いる。

さらに、従来の方法の別の問題点として、粉砕
機へ供給される砕料の被粉砕性が非常によくなつ
たとき、砕製物が粉砕機内で必要以上に細かく粉
砕される結果、微粒子同士が凝集しあう過粉砕の
状態が生じる。このことは不必要に粉砕エネルギ
ーを消費したことを意味する。

上述の問題点を解消するため、粉砕して分級し
たあとの粗粉の量を測定する方法が提案され、実
用に供せられているが、かならずしも良好な制御
結果が得られてはいない。

一方、セメントの粉末度とセメントの強さとの
間には密接な相関関係があり、従来から粉末度の
管理が重視されており、上述のように分級装置よ
り排出された微粉の粉末度を測定し、測定結果に
もとづいて分級装置の操作条件（回転数、ダンパ
ーの開き、等）を制御する方法が通常用いられて
いるが、従来の制御方法は分級装置で分級された
セメントのうち微粉の粉末度を測定してはじめて
分級装置を制御するようにされているので、上述
のように粉砕系に対する制御動作の応答が遅く、
系全体がハンチングしやすく、その結果、微粉の
粉末度のばらつきが大きくなることが明らかにさ
れている。

セメントの場合、通常、粉末度の測定対象とし
て比表面積の値が用いられているが、比表面積は
セメント粉末全体の細かさを表示する特性値であ
つても、粉末を構成している各粒子径ごとの分布
を表示する尺度ではない。セメントの強さを発現
させるうえからセメントの粉末度を表わす尺度と
して粒度分布が重要視されており、セメント製品
としては２〜40μの粒度群量が重要とされてい
る。このうち15μ以下の微粒子群量は初期強さに
寄与し、15〜40μの中間の粒子群量は長期強さに
寄与するといわれている。

一般に、セメントの粒度分布は分級装置や粉砕
機の構造、粉砕工程の運転状態等に応じて変化す
る。従つて、セメントの強さを発現させるうえで
最適な粒度分布が得られるようにするためと粒度
分布の悪さに起因するセメントの強さの低下を防
ぐため、比表面積の値を高くすることが必要であ
る場合が生じる。しかし、比表面積を測定するに
は温度、湿度等の測定雰囲気条件が一定に保たれ
ていることが要求されるが、オフラインによる測
定では、これらの条件を満足させ得るのに反し、
オンラインによる測定では、これらの条件を満足
させることが困難である。そのため、測定値が温
度、湿度等の測定雰囲気条件の影響をうけやすく
オンラインの場合、高い測定精度を期待すること
ができない。

本発明は、上述のごとき閉回路粉砕系の従来の
制御方法に付随する問題点を解消することを意図
したものであつて、その目的は、粉砕機出口で測
定した収率値と粉砕系内の適所で検知した通過流
量にもとづいて分級機の操作条件を調節すると同
時に、上記の測定収率値にもとづいて原料供給装
置の操作条件を適切に調節することにより、高い
分級効率のもと閉回路粉砕系の応答性を高めて分
級装置の制御動作の頻度を減らし、しかも調節量
を減らすことができるようにするとともに、粉砕
機における過粉砕を防止し、粉砕エネルギーの損
失を最小限に抑えることができる閉回路粉砕系の
制御方法を提供することである。

本発明のいま１つの目的は、上述の調節動作に
加えて、分級装置で分級された砕製物のうち製品
としての微粉を粉砕系より搬出する通路の途中で
サンプリングし、採取されたサンプルについて、
収率測定装置により収率を測定し、測定収率値の
目標収率値からの偏差にもとづいて分級装置の操
作条件を調節することにより、製品の粉末度のば
らつきを少なくすることができる閉回路粉砕系の
制御方法を提供することである。

上記の目的を達成するため、本発明は、粉砕機
から排出された砕製物をサンプリングして、採取
したサンプルについて収率測定装置を用いて測定
し、測定収率値の目標収率値からの偏差を求める
とともに、砕製物の通過流量を粉砕系内の適所で
検知して、上記収率と通過流量とから演算器によ
り砕製物中に含まれている所定の粒度範囲にある
ものの全量を求める。一方、所定の粒度範囲にあ
るものの全量と分級装置の制御量との間であらか
じめ設定してある相関式にもとづいて、そのおり
おりの分級装置の制御量を演算器により演算し、
決定された制御量を分級装置に発信して分級装置
の操作条件（回転数、ダンパーの開度等）を変更
し、該分級装置より排出される製品の収率値が目
標収率値となるように制御すると共に、前記測定
収率値の目標収率値からの偏差と原料供給量との
間であらかじめ設定してある相関式にもとづいて
原料供給装置の制御量を演算器により演算し、決
定された制御量を原料供給装置に発信して原料供
給装置の操作条件（ベルト・コンベアの駆動ロー
ラーの回転数、ホツパーの開度等）を変更し、上
記粉砕機より排出される砕製物の収率値が目標収
率値となるように制御することを特徴とするもの
である。

本発明の好適な実施態様によれば、上述の制御
動作と併せて、分級装置で分級された砕製物のう
ち製品としての微粉をサンプリングして収率を測
定し、測定収率値が目標収率値から外れている場
合、収率と分級装置の制御量との間にあらかじめ
設定してある相関式にもとづいて分級装置の操作
条件を制御することが効果的である。後者の制御
動作は、前者の制御動作を実施したあと所定の時
間経過してから実施するようになつている。

以下、セメント・クリンカーの閉回路粉砕系に
適用された本発明に係る制御方法を添付図面を参
照しながら詳細に説明する。

第１図において、たとえば、ベルト・フイーダ
ーのごとき原料供給装置１から供給されたセメン
ト・クリンカーは粉砕機２の中で粉砕される。該
粉砕機２より排出された砕製物は、たとえば、バ
ケツト・エレベーターのごとき輸送装置３によ
り、たとえば、空気分級機のごとき分級装置４へ
送られる。この分級装置４で分級された砕製物の
うち所要の粉末度より細かい微粉は通路５をへて
製品として閉回路粉砕系より排出し、一方、前記
所定の粉末度より粗い砕製物は通路６をへて粉砕
機２に送り戻し、再粉砕に付される。

上述のごとく構成されたセメントの閉回路粉砕
系に本発明に係る制御方法を適用するため、粉砕
機２の出口に収率測定装置７が設けられている。
粉砕機２から排出された砕製物より採出されたサ
ンプルについて上記装置７によつて収率を測定す
るとともに、砕製物の通過流量を測定するため輸
送装置３のモーター８の負荷電流を測定する。こ
こで、前記収率測定装置とは粉砕機で粉砕された
砕製物の一部を粉砕機出口でサンプリングし、収
率測定装置としての分級機を用いて採取されたサ
ンプルを分級し、サンプルのうち所定の粒度範囲
にあるものの割合を収率として測定する装置であ
る。セメントの場合、この所定の粒度範囲は通常
２〜40μであり、好ましくは、２〜14μである。

前記収率測定装置７で測定された収率値が演算
器９に入力されるとともに、輸送装置３を駆動す
るモーター８の負荷電流の値が砕製物の通過流量
を表示する尺度として演算器９に入力される。し
かるのち演算器９は測定収率値と粉砕物の通過流
量にもとづいて砕製物中に含まれている所定の粒
度範囲にあるものの量を演算する。一方、この量
と分級装置のモーター２１の回転数との間の相関
関係を相関式の形であらかじめ設定しておき、こ
の相関式にもとづいて所望の製品中の微粉割合と
なるようなモーター２１の制御量が演算器９によ
り演算され、この値が制御命令として分級装置４
に発信される。演算器９からの指令にもとづいて
分級装置４のモーター２１の回転数が制御され
る。

本発明に係る制御方法においては、上述の分級
装置４の制御動作と同時に、前記収率測定装置７
で測定された結果が演算器９内の別回路に入力さ
れ、測定収率値についてあらかじめ記憶されてあ
る目標収率値からの偏差の有無を判定するととも
に、もし偏差があるときは、収率と粉砕物の供給
量との間であらかじめ設定されてある相関式にも
とづいて原料供給装置の制御値を演算し、原料供
給装置１に制御指令を発するようになつている。
この制御指令にもとづいて原料供給装置１の操作
条件、たとえば、コンベア・ベルトの駆動ローラ
ーの回転数、ホツパー出口の開度等が調節され、
測定収率値を目標収率値に収斂させるよう制御が
行なわれる。

次に、本発明に係る制御方法を実施するにあた
つて必須の構成要素である収率測定装置の構成と
機能を第２図を参照しながら簡単に説明する。

第１図の粉砕機２の出口で採取されたサンプル
は、たとえば、スクリユ・コンベア、ベルト・コ
ンベア等のサンプル輸送装置１１を用いて末端に
あるサンプリング・ゲート１２に移送され、該サ
ンプリング・ゲート１２より分級フイーダー１３
に供給される。該分級フイーダー１３は受槽１
３′とスクリユ・フイーダー１３″とより成り、サ
ンプルは該スクリユ・フイーダー１３″をへて収
率測定装置としての分級機１４に供給される。１
５は重量計であつて、サンプルの供給量を測定す
る。

セメント粉砕系の場合、分級機１４としては砕
製物のうち粒度分布が通常２〜40μ、好ましくは
２〜14μのものを正確に分級することができるも
のであればどのような構造形式のものを使用して
もよいが、たとえば特開昭53−76466号に開示さ
れている粉体分級機を使用することが効果的であ
る。

分級機１４で分級されたもののうち粗粉はホツ
パー１６に排出される。このホツパー１６にも重
量計１７が設けられているので、分級されたサン
プル中の粗粉の割合を求めることができる。一
方、分級機１４より排出された微粉は、たとえ
ば、バツグ・フイルターのごとき捕集装置１８で
捕集される。前記重量計１５と１７はそれぞれ、
第１図の演算器９に接続されているので、供給さ
れたサンプルの重量と分級されたもののうち粗粉
の重量にもとづいて収率（測定収率値）が演算さ
れるとともに、目標収率値からの偏差が求められ
る。そしてこの偏差にもとづいて上述の制御を実
施することができる。

第２図に示されている上述の収率測定装置は特
願昭56−123612号に開示されているものであつ
て、本発明に係る制御方法を実施するために使用
される収率測定装置の一例を示したものにすぎ
ず、本発明方法の適用が第２図に示されているも
のに限定されるものではなく、上述の機能を果た
して所期の目的を達成することができるものであ
れば、その構造型式等を問うものではない。

次に、本発明に係る制御方法の制御対象である
分級装置の構成を第３図を参照して簡単に説明す
る。

第３図は、セメントの分級に一般的に使用され
ているサイクロン・セパレーターの構成を概念的
に図解したものである。粉砕機で粉砕されたセメ
ントは輸送装置をへて原料投入口２０に投入され
る。投入されたセメントは高速で回転している分
散板２６により半径方向に均一に分散され、高速
回転しているブレード２２で分級作用を受けた
後、複数の第２段サイクロン２５に運ばれてここ
で空気より分離されサイクロン２５の下端の出口
より第１図に示される通路５をへて製品として粉
砕系より搬出される。一方、粗粉は、ブレード２
２で分級作用を受けた後、第１段サイクロン２４
の下端の出口より第１図に示される通路６をへて
粉砕機２に運び戻される。

第３図のサイクロンセパレーターは分級装置の
代表例の一つを説明したものにすぎず、本発明方
法の適用がこの分級装置に限定されるものではな
く、所要の分級性能をもつものであればどのよう
な構成のものを使用してもよいことはいうまでも
ない。

第１図には演算器９で演算のうえ決定された制
御指令がモーター２１に発信されて、該モーター
２１の回転数を制御するよう図示されている。

上述の２つの制御動作を同時に実施する本発明
方法を採用した具体的な成果として、 (1) 分級装置のモーターの回転数を操作する回数
を従来の制御方法に比べ約30％減らすことがで
きるとともに、セメント製品である２〜40μの
微粉の粒度分布のばらつきを１月内のの日間の
変動係数で表わして７％から３％に減らすこと
ができた。

(2) セメントの強さ（JISの28日目の圧縮強さ）
のばらつきを１月内の日間の変動係数で表わし
て5.0％から3.0％に小さくすることができた。

(3) 時間当りの生産高を５％高めることができ、
しかも生産高のばらつきを１月内の日間の変動
係数で表わして５％から2.5％に低下させるこ
とができた。

さらに、本発明に係る制御方法においては、次
の制御操作を併用することによりセメントの粉末
度のばらつきを小さくすることができる。すなわ
ち、分級装置４から排出された微粉（製品）を粉
砕系より搬出する通路５の途中で微粉をサンプリ
ングし、採取されたサンプルについて２〜40μの
粒度範囲にあるものの収率を測定する第２の収率
測定装置３０が設けられていて、測定結果である
測定収率値を第２の演算器３１に入力する。第２
の演算器３１は、測定収率値の目標収率値または
基準収率値からの偏差を演算し、偏差とモーター
２１の回転数との間についてあらかじめ設定され
てある相関式にもとづいて回転数の調節量を決定
し、制御指令をモーター２１に発信し、モーター
２１を制御操作する。

通常、粉砕機２の出口に設けられている第１の
収率測定装置７で測定された収率値と輸送装置３
のモーター８の負荷電流から求められた砕製物の
通過流量とにもとづき、第１の演算器９により決
定された上述の分級装置４の制御動作のあと、所
定時間（通常２から３分）経過してから、第２の
収率測定装置３０と演算器３１を操作して測定収
率値を求め、もし目標収率値または基準収率値と
の間に差があるときは制御信号をモーター２１に
発信するようにしてある。

上記の補足的な制御動作を併用した成果の具体
例として、分級装置の回転数を操作する頻度を従
来の制御方法に比べ40％減らすことができ、また
２〜40μの製品の粒度分布のばらつきを１月間の
日間の変動係数で表わして７％から２％に低下さ
せることができた。

第１図に示されている実施例では第１の収率測
定装置７と第２の収率測定装置３０ならびに第１
の演算器９と第２の演算器３１は別々に設置され
ているが、第１の収率測定装置７と演算器９の使
用が終了してから切替操作により両者をそのまま
第２の収率測定装置と演算器として使用してもよ
い。

上述のごとく、セメントの粉砕系について本発
明を説明したが、本発明に係る制御方法はセメン
ト粉砕系にのみ適用されるものではなく、すべて
の閉回路粉砕系の制御に使用することができるこ
とはもちろんのことである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る制御方法が適用された
セメント閉回路粉砕系を図解した略線図。第２図
は、本発明方法を実施するうえで必要な収率測定
装置の構成を概念的に図解した略線図。第３図
は、サイクロン・セパレーターの構成を概念的に
図解した断面略線図。 １……原料供給装置、２……粉砕機、３……輸
送装置、４……分級装置、８……モーター、９…
…第１の演算器、１０……ダンパー、１１……サ
ンプル輸送装置、１２……サンプリング・ゲー
ト、１３……分級フイーダー、１４……分級機、
１５，１７……重量計、１６……ホツパー、１８
……微粉捕集装置、２０……原料投入口、２１…
…モーター、２２……ブレード、２３……ブロ
ワ、２４，２５……サイクロン、３０……第２の
収率測定装置、３１……第２の演算器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 原料供給装置により砕料を粉砕機に供給して
   粉砕し、粉砕された砕製物を輸送装置により分級
   装置に移送し、該分級装置で所要の粉末度の微粉
   とそれ以外の粗粉とに分級し、微粉を製品として
   粉砕系より排出すると共に、粗粉を前記粉砕機に
   送り戻して再粉砕に付すようにした閉回路粉砕系
   を制御する方法において、上記粉砕機より排出さ
   れた砕製物の一部を該粉砕機の出口付近で採取
   し、採取されたサンプルについて収率測定装置を
   用いて収率を測定し、その測定収率値と目標収率
   値との偏差を演算器により求めると共に、該演算
   器により上記偏差に応じて砕料供給量の制御量を
   演算し、しかるのちこの制御量を前記演算器より
   上記原料供給装置に発信して砕料の供給量を変更
   し、上記粉砕機より排出される砕製物の収率値が
   目標収率値となるように制御すると共に、粉砕機
   から排出される砕製物の通過流量を系内の適所で
   検知し、前記測定収率値および砕製物の通過流量
   から砕製物中に含まれている所定の粒度範囲にあ
   るものの全量を演算器により求め、かつ該演算器
   により上記所定の粒度範囲にあるものの全量に応
   じた分級能力の制御量を演算し、しかるのちこの
   制御量を前記演算器より上記分級装置に発信して
   分級能力を変更し、前記分級装置より排出される
   製品の収率値が目標収率値となるように制御する
   ことを特徴とする閉回路粉砕系の制御方法。 ２ 輸送装置の駆動装置の負荷電流により砕製物
   の流量を検知することを特徴とする特許請求の範
   囲の第１項記載の方法。 ３ 原料供給装置により砕料を粉砕機に供給して
   粉砕し、粉砕された砕製物を輸送装置により分級
   装置に移送し、該分級装置で所要の粉末度の微粉
   とそれ以外の粗粉とに分級し、微粉を製品として
   粉砕系より排出すると共に、粗粉を前記粉砕機に
   送り戻して再粉砕に付すようにした閉回路粉砕系
   を制御する方法において、上記粉砕機より排出さ
   れた砕製物の一部を該粉砕機の出口付近で採取
   し、採取されたサンプルについて第１の収率測定
   装置を用いて収率を測定し、この測定収率値と目
   標収率値との偏差を第１演算器により求めると共
   に、該第１の演算器により上記偏差に応じた砕料
   供給量の制御量を演算し、しかるのちこの制御量
   を前記第１の演算器より上記原料供給装置に発信
   して砕料の供給量を変更し、上記粉砕機より排出
   される砕製物の収率値が目標収率値となるように
   制御すると共に、粉砕機から排出される砕製物の
   通過流量を系内の適所で検知し、前記測定収率値
   及び砕製物の通過流量から砕製物中に含まれてい
   る所定の粒度範囲にあるものの全量を上記第１の
   演算器により求め、かつ該第１の演算器により上
   記所定の粒度範囲にあるものの全量に応じた分級
   能力の第１の制御量を演算し、しかるのちこの第
   １の制御量を前記第１の演算器より上記分級装置
   に発信して分級能力を変更し、かつ、前記分級装
   置より排出される製品の一部を採取し、採取され
   たサンプルについて第２の収率測定装置を用いて
   収率を測定し、この測定収率値と目標収率測定値
   との偏差を第２の演算器により求めると共に、該
   第２の演算器により上記偏差に応じた分級能力の
   第２の制御量を演算し、しかるのち、この第２の
   制御量を前記第２の演算器より上記分級装置に発
   信して分級能力を変更し、前記分級装置より排出
   される製品の収率値が目標収率値となるように制
   御することを特徴とする閉回路粉砕系の制御方
   法。 ４ 第１の演算器で演算された第１の制御量にも
   とづく制御操作を実施したあと、所定時間経過し
   てから第２の演算器で演算された第２の制御量に
   もとづく制御操作を実施することを特徴とする特
   許請求の範囲の第３項記載の方法。 ５ 第１の制御量にもとづく制御操作を実施した
   あと、切替操作により第１の収率測定装置と演算
   器を第２の収率測定装置と演算器として使用する
   ことを特徴とする特許請求の範囲の第３項記載の
   方法。 ６ 輸送装置の駆動装置の負荷電流により砕製物
   の流量を検知することを特徴とする特許請求の範
   囲の第３項記載の方法。