JPH03229652A - 竪型粉砕機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は回転テーブルと粉砕ローラとの協働により、石
灰石やスラグ、セメント原料などの原料を粉砕する竪型
粉砕機に関するものである。

〔従来の技術〕

石灰石やスラグ、セメント原料などの原料を細かく粉砕
し粉体とする粉砕機の一種として、第５図に示すように
、回転テーブルと粉砕ローラとを備えた竪型粉砕機ｌが
広く用いられている。この・種の粉砕機は、円筒状ケー
シング１５の下部においてモータ２Ａにより減速機２で
駆動されて低速回転する円盤状の回転テーブル３Ａと、
その上面外周部を円周方向へ等分する箇所に油圧などで
圧接されて従動回転する複数個の粉砕ローラ４とを備え
ている。

粉砕ローラ４はケーシング１５に軸６によって揺動自在
に軸支されたアーム５とアーム７を介して油圧シリンダ
９のピストンロッド１０に連結されており、油圧シリン
ダ９を作動させることによリ、粉砕ローラ４を回転テー
ブル３Ａ上に押圧して原料への粉砕圧力を与えている。

３Ｂは回転テーブル３Ａの外周縁に設けられ原料層圧を
調整するダムリング、１４は回転テーブル３Ａ周囲のガ
ス吹上用環状空間通路、１３は羽根１３Ａにより粉砕さ
れた原料を分級する回転セパレータ、１６はガスと共に
製品を取出す排出口、１７は原料投入シュートである。

このような竪型粉砕機において、回転テーブルの中央部
へ原料投入シュート１７で供給された原料は、回転テー
ブル３Ａの回転によりテーブル半径方向の遠心力を受け
て回転テーブル３Ａ上を滑るときに回転テーブル３Ａに
より回転方向の力を受け、回転テーブル３Ａとの間で滑
って回転テーブル３Ａの回転数よりいくらか遅い回転を
行なう。

以上２つの力、すなわち、半径方向と回転方向の力とが
合成され、原料は回転テーブル３Ａ上を渦巻状の軌跡を
描いて回転テーブル３Ａの外周部へ移動する。この外周
部には、ローラが圧接されて回転しているので、渦巻線
を描いた原料は粉砕ローラ４と回転テーブル３Ａとの間
ヘローラ軸方向とある角度をなす方向から進入して噛み
込まれて粉砕される。

一方、ケーシング１５の基部にはダクトによって空気、
あるいは熱風などのガスが導かれており、このガスが回
転テーブル３Ａの外周面とケーシングの内周面との間の
環状空間部１４から吹き上がることにより、粉砕された
微粉体はガスに同伴されてケーシング１５内を上昇し、
上部に位置するセパレータ１３の羽根１３Ａにより分級
作用を受け、所定粒度の製品はガスと共に排出口１６か
ら排出され次の工程へ送られる。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記のごとき従来の竪型粉砕機においては、テーブル上
において、ローラの噛込み側に到達した被粉砕物のうち
かなりの量のものがローラに噛込まれずに環状空間部へ
押し流されていくのが普通である。そして、ローラの噛
込み側で環状空間部へ押し流されている被粉砕物のうち
粒径の大きなものは排石となり環状空間部を落下し、排
石量を増大させてその処理作業量を増大させる。また、
環状空間部に押し流された被粉砕物のうち粒径の小さな
ものは再度飛散するので、セパレータに加えられる負荷
が大きくなり、分級効率の低下をもたらし易い。さらに
、環状空間部へ多量の被粉砕物が押し流されることによ
り、該環状空間部の通気圧損が増大し、これによってフ
ァン動力が増大する。

このように粉砕機においてはオーバーフロー粒体を吹き
上げて循環させるために必要風量の数倍の風量を有する
送風設備が必要となり、また循環量の増大により大きな
風量と風圧とが必要となって設備費と共に動力消費量が
大幅に増大するばかりでなく、特に比較的被粉砕性の悪
い物性を有する原料を超微粉砕する場合には、ミル振動
が頻発することが多く、振動値（振幅）が特に大きい場
合には機器の損傷や運転不能に陥って止むなく運転休止
に追い込まれることがあった。

このため、大きな振動が発生した場合の対策として、粉
砕部の原料層の振動数を変化させて共振域から遠ざかる
ために、テーブルのせき（堰）高さ（ダムリング高さ）
、粉砕圧力、テーブル回転数を操作して変更することが
考えられるが、このうち、回転テーブルの駆動装置を可
変とするのは設備費が過大となり実現性が薄く、テーブ
ルせき高さ（ダムリング高さ）を変えるには粉砕機の運
転を停止しての内部作業を要し、また、粉砕圧力を変え
ると製品粒度が所望のものと変わってくる難点があり、
結局ミル処理量を低下させて対応しているのが実情であ
り、安定した生産計画を損なうことになっていた。した
がって、ミル振動が発生してもミル処理量を大きく低下
させることなく、粉砕原料層の振動数を変化して振動振
幅を減少させて通常の安定した振動の小さい運転状態に
早急に復帰する何らかの手段が渇望されていた。そして
、これらの振動の発生は、中砕領域よりも微粉砕あるい
は超微粉砕になるほど頻発しやすい傾向が有った。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達するために、本発明の竪型粉砕機は、 回転テーブルの外周部上面に複数個の回転自在な粉砕ロ
ーラを配置し、回転テーブル中央部に供給した原料を粉
砕ローラに所定の粉砕圧力を与えて回転テーブル上面と
粉砕ローラ周面との間で粉砕する竪型粉砕機において、
前記粉砕ローラと粉砕ローラとの間の回転テーブル外周
部上面に粉砕ローラへの噛み込み原料の層を周面で圧縮
する回転自在な補助ローラを複数個配し、かつ、該複数
個の補助ローラの各々を該回転テーブル上面へ任意の力
で押圧する押圧手段を設け、かつ、該複数個の補助ロー
ラの押圧力を粉砕ローラに近接するにしたがって高くし
た構成とした。

〔作　用〕

原料投入シュートから回転テーブル中央部上面に供給さ
れた原料は回転テーブル上で渦巻状の軌跡を描いて回転
テーブル外周側へ移動し補助ローラの噛み込み側に至り
、補助ローラと回転テーブルとの間に流入すると、補助
ローラは回転しつつその周面で所要の押圧力でその原料
粒子同士を圧縮し、粒子間の気体は排除され脱気が起る
と同時に圧縮された各原料粒子は密な状態とされて、い
わゆる、圧密層とされる。この脱気および圧密作用をう
けた圧密層は回転テーブルの回転により粉砕ローラの噛
込側に至り、高押付力で回転テーブルに押しつけられ従
動する粉砕ローラに噛み込まれ、連続した粉砕が行なわ
れる。また、粉砕ローラで粉砕されて細かくなって粉砕
ローラの反噛込側から出されるバラバラ状のいわゆる、
粗密層として流動する原料粒子はこの複数個の補助ロー
ラで再度同様な脱気および圧密作用を順次に受けて、次
に位置する粉砕ローラへ噛み込まれて効率良く粉砕され
る。複数個配列される補助ローラの回転テーブル上面方
向への押圧力は粉砕ローラとは異なり粉砕には寄与しな
いで原料粒子同士を圧縮して粒子間が密な層、いわゆる
、圧密層（以下、このような層を形成する作用を圧密と
いうことがある。）が形成される程度の力とされ、粉砕
ローラの押圧力よりも格段に小さい力とされる。以上述
べた脱気と圧密を行なうのが、補助ローラの第１の機能
である。

それと同時に、補助ローラで一定厚さの圧密層とするこ
とにより、原料層の持つ固有の振動数を一定に保持し、
振動が起りにくくするのが、補助ローラの第２番目の主
な機能である。

このようにして、補助ローラで圧密された粉体層（圧密
層）を補助ローラの後段に配設される粉砕ローラにより
効率良く粉砕し、かつ、原料層を一定高さに保って振動
を起りに＜＜シているが、それにも拘らず何らかの原因
により層厚が増大してこのため急激にミル振動が激しく
なることがあった。

本発明の竪型粉砕機においては、上記に述べた課題の対
策として、補助ローラを複数個設けてこの補助ローラで
粉砕ローラへ噛込まれる粉体を確実に圧密層とするため
に、補助ローラを任意の力で回転テーブル上面に押し付
ける押圧手段を設け、かつ、この複数個の補助ローラの
押圧力を粉砕ローラに近づくにつれて徐々に増加するこ
とによって、粉砕原料を多段的に圧密させてから粉砕ロ
ーラで粉砕させるようにした。したがって、粉砕原料の
性状や含有水分の変化に伴なう被粉砕性の変化によって
生じる振動値増大の原因が生じても多段階の圧密作用に
よる安定した圧密層でしかも一定厚さに調整された原料
層が連続して粉砕ローラへ供給されるので、振動値を軽
減させることができる。

また、粉体の圧密層へ与える押圧力、すなわち、圧密力
は上記に述べた原料の被粉砕性の変化に対応して変化さ
せるほか、製品粒度や粉砕ローラの緊張力やダムリング
高さにも関係があり、これらが変化したときには、それ
に伴なって補助ローラの押圧力を変化させ振動値の増大
をある程度抑制することが可能である。

〔実施例〕

次に、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図〜第３図は本発明の詳細な説明するものであり、
第４図はミル振動値を示し、第４図（Ａ）は１個の補助
ローラのみを使用した場合、第４図（Ｂ）は、２個の補
助ローラを使用した場合を示す。

まず、第１図〜第３図により本発明の詳細な説明する。

第１図において、第１図（Ａ）は回転テーブル上の粉砕
ローラと補助ローラとの配置状態を示す平面図、第１図
（Ｂ）は第１図（Ａ）の正面展開図、第２図は竪型粉砕
機の全体を示す斜視図、第３図は補助ローラ取付部の側
面図である。なお、図中、第５図と同一部分には同一符
号を付し、その説明は省略する。

第１図〜第２図に示すように、粉砕ローラ４は回転テー
ブル３Ａの外周部上面に回転テーブル３Ａの中心に対し
て対称な位置に２個配置されており、この粉砕ローラ４
と粉砕ローラ４とが位置する間の回転テーブル３Ａの外
周部上面には、各各の粉砕ローラ４の原料噛込側４Ａに
粉砕ローラ４よりも小径の２つの補助ローラ２０、すな
わち、２０ａ　（第１段補助ローラ）、２０ｂ　（第２
段補助ローラ）が配置されている。この補助ローラ２０
ａ、２０ｂは第３図にも示すようにケーシング１５に軸
２３によって回転自在に軸支された略コ字状のアーム２
１の先端に固定されたローラ軸２５に回転自在に軸支さ
れて取付けられている。

アーム２１の下端には油圧シリンダ２２のピストンロッ
ド２２ａが軸承されて連結され、油圧シリンダ２２のロ
ッドエンド室２２ｂに一定圧の油圧を作用させておくこ
とにより原料の層に圧縮力を付与する。油圧シリンダ２
２の反ピストンロンド側の端部はケーシング１５に回転
自在に軸承されている。なお、この圧縮力は油圧シリン
ダ２２のロッドエンド室２２ｂに連結される油圧ライン
に付設された図示していない圧力調整弁によって油圧を
調整することにより行なわれる、また、この油圧ライン
にはアキュムレータが接続され、油圧シリンダ２２のロ
ッドエンド室内２２ｂは一定圧に保たれている。油圧シ
リンダ２２のピストンロッド２２ａを伸縮することによ
りアーム２１が軸２３を回転中心として回転され、補助
ローラ２０が上下動する。アーム２１の下部には補助ロ
ーラ２０と回転テーブル３Ａ上面との間の隙間を調整、
設定する隙間調整器２４が設けられており、隙間調整器
２４はケーシング１５に固設され、螺子孔を螺設された
基台２４ｂと、この基台２４ｂの該螺子孔に螺合されて
支持される螺子軸２４ａからなり、螺子軸２４ａの先端
をアーム２１の側端部に当接させることにより、補助ロ
ーラ２０と回転テーブル３Ａ上面との隙間を設定できる
ように構成されている。

第２段補助ローラ２０ｂは第１段補助ローラ２０ａより
も、押圧力を１．２〜１．５倍程度高くしておき、逆に
隙間は小さくして、第１段補助ローラ２０ａで圧密され
た原料層を第２段補助ローラ２０ｂで更に強く圧密する
、いわゆる、多段圧密を行なう。

次に、このような構成の実施例の作動を説明する。

原料投入シュート１７から回転テーブル３Ａの中央部上
面に供給された原料は回転テーブル３Ａの遠心力を受け
て回転テーブル３Ａ上で渦巻状の軌跡を描いて回転テー
ブル外周側へ移動し、第１図（Ｂ）に示すように、この
内の大部分の原料と、すでに粉砕ローラ４によって粉砕
され微粉体にされた原料とが一緒になって粗密状の層４
０として補助ローラ２０と回転テーブル３Ａ上面との間
の隙間に流入し、２つの補助ローラ２０ａ、２０ｂは原
料層によってやや持ち上げられるようにして回転しつつ
その周面と回転テーブル３Ａ上面との間でこの粗密層４
０を段階的に圧縮して一定層厚の圧密層３０にする。こ
の圧密層３０は回転テーブル３Ａの回転により粉砕ロー
ラ４の噛込側４Ａに到り、ここでは原料粒子がバラバラ
状ではなく、密な状態とされた圧密層にされているので
粉砕ローラ４が高い粉砕力としての押圧力を付与され、
かつ、所定の製品粒度を得るために回転テーブル３Ａの
上面との間を狭い隙間とされていても粉砕ローラ４への
噛み込みがより確実になり、粉砕ローラ４によってかき
分けられて粉砕ローラ４に噛み込まず、その側部を通過
して流動する原料の割合（量）が減少させられる。この
ため粉砕効率が向上する。なお、第１図（Ａ）において
、Ｆは原料粒子の移動軌跡、Ｃはローラと回転テーブル
３Ａとの間の噛込部（粉砕部）を示し、原料粒子の移動
軌跡は図中、右半分のみ示している。

この時、補助ローラ２０には、原料の粒子同士を圧縮し
て粒子間気体をパージし粒子同士の層の密度を高める、
いわゆる圧密する効果を付与し、原料の粉砕には寄与し
ない程度の低圧力が油圧シリンダ２２の油圧を調整する
ことにより与えられる。そして、この補助ローラ２０の
押付力は補助ローラ２０と回転テーブル３Ａとの隙間に
原料が投入されて噛み込んだ状態にある時に螺子軸２４
ａで規制された補助ローラ２０の高さよりもやや補助ロ
ーラ２０が持ち上げられる程度の力とされる。

この補助ローラ２０の押付力は粉砕ローラ４の粉砕力と
しての押付力よりも格段に小さい力で良く（約２０分の
１）、その自重で足りる場合には油圧を与える必要はな
い。第１段補助ローラ２０ａは、第２段補助ローラ２０
ｂよりも同等もしくは小さな径とする。この補助ローラ
の押付力は原料粒子の大きさや付着水分の度合により変
わり、例えば原料粒子径が小さい場合には押付力は小さ
くても良い。

粉砕ローラ４に噛み込まれて粉砕され小さくなった原料
は、粉砕ローラ４と回転テーブル３Ａとの間の狭い隙間
で圧縮力を受けた状態で回転テーブル３Ａと粉砕ローラ
４の回転力を受けるので、粉砕ローラ４の原料排出側４
Ｂから勢いよく出され粒子が飛び上がるようになって粒
子同士がバラバラな状態となっており、かつ、原料投入
シュート１７から供給された新原料と混合されて粗密層
４０となっているが、この粗密層４０は次に位置する補
助ローラ２０により、前記と同様な圧密作用を受けてさ
らにその回転テーブル３Ａの回転方向側に位置する粉砕
ローラ４により確実に噛み込まれて粉砕され、製品粒度
に近くなっていく。そして、補助ローラ２０から出た圧
密層３０は、補助ローラ２０が粉砕ローラ４の噛込側４
Ａに近づけられて位置されているため、原料投入シュー
ト１７から回転テーブル３Ａ上に供給される新原料の加
入が少なくなるので圧密された状態が乱されにくく圧密
層３０が安定し、粉砕ローラ４へより確実に噛み込まれ
ることとなる。なお、この実施例では補助ローラ２０の
径は粉砕ローラ４の径よりも小さい場合を説明したが、
−船釣に原料粒子の粒径が小さい時は補助ローラ２０の
径は小さいもので良く、逆に、原料粒子の粒径が大きい
場合にはその径を大きくして、原料粒子の粒径に応じて
圧密効果が付与できる大きさにする。

実験によると、１つの補助ローラのみを使用した場合、
運転条件の変化（原料性状の変化、含有水分の低下、セ
パレータ分級点の下降、粉砕ローラの緊張力増加、ダム
リング高さの変更等）に伴なって、補助ローラの押圧力
が過小になった場合や当初から過小であった場合には、
第４図（Ａ）に示すように通常の平均振動レベルに間欠
的に振動値の大きな突出振動が現われ、良好な運転を阻
害する。このため、本発明のように２個の補助ローラを
使用し、前段に比べて後段の補助ローラの押圧力を増加
して適正な押圧力にすると第４図（Ｂ）に示すように突
出振動が消失し、良好な運転状態となった。これは、補
助ローラの圧密前後の原料層厚の差が大きいときに突発
振動が発生しやすいことと符合しており、その極端な例
が補助ローラのない粉砕ローラのみの粉砕であり、補助
ローラを多段とすることによって前後の層厚差を小さく
することによって突発振動の発生を抑制するものと推測
される。なお、補助ローラの押圧力の調整は油圧シリン
ダ２２への供給油圧によって行なう。

また、補助ローラ２０と回転テーブル３Ａ上面との隙間
は隙間調整器２４の螺子軸２４ａを出し入れすることに
より設定される。この隙間は原料粒子径の大きさが大き
い場合には大きくし、小さい場合には小さくするが、原
料粒子の層を圧密するものであるので、この隙間が小さ
すぎて原料粒子層が逆に乱されることがなく、補助ロー
ラ２０に円滑に噛み込まれるように比較的大きい隙間に
、例えば、原料粒径が５ｆｉ以下であり、粉砕ローラ４
と回転テーブル３Ａとの間の隙間が５〜１０ｆｌである
場合には補助ローラ２０と回転テーブル３Ａとの間の隙
間を４０〜６０ｍというように設定される。

なお、補助ローラを粉砕ローラ４の原料排出側４Ｂへさ
らに近づけて配置すれば粉砕ローラ４で粉砕された原料
をより重点的に圧密して次の粉砕ローラ４へ噛み込ませ
るようにすることができる。

〔発明の効果〕

以上の説明から明らかなように、本発明では複数個の補
助ローラによって多段階に亘って原料粒子を圧縮して粒
子間に存在する気体の脱気を行ない、粒子間を密な状態
とした圧密層とすることができるとともに、補助ローラ
の回転テーブル上面への押圧手段を備えているので何ら
かの粉砕条件の変化により振動値が大きくなっても補助
ローラの押圧力を変更することにより振動値を低減する
ことができる。したがって、長期連続安定運転が継続で
き生産性が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第３図は本発明の第１実施例を示すものであり
、第１図（Ａ）は粉砕ローラと補助ローラの平面配置図
、第１図（Ｂ）は第１図（Ａ）の正面展開図、第２図は
粉砕機の全体斜視図、第３図は補助ローラ取付部側面図
、第４図は本発明の補助ローラを使用した場合のミル振
動値を示す振動状態図であり、第４図（Ａ）は１個の補
助ローラのみを使用した場合、第４図（Ｂ）は２個の補
助ローラを使用した場合を示す。第５図は従来の竪型粉
砕機の縦断面図である。 １・・・竪型粉砕機、３Ａ・・・回転テーブル、４・・
・粉砕ローラ、４Ａ・・・原料噛込側、４Ｂ・・・原料
排出側、１７・・・原料投入シュート、２０・・・補助
ローラ、２０ａ・・・補助ローラ（第１段）、２０ｂ・
・・補助ローラ（第２段）、２１・・・アーム、２２・
・・油圧シリンダ、２４・・・隙間調整器、３０・・・
圧密層、４０・・・粗密層。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１） 回転テーブルの外周部上面に複数個の回転自在な粉砕ロ
   ーラを配置し、回転テーブル中央部に供給した原料を粉
   砕ローラに所定の粉砕圧力を与えて回転テーブル上面と
   粉砕ローラ周面との間で粉砕する竪型粉砕機において、 前記粉砕ローラと粉砕ローラとの間の回転テーブル外周
   部上面に粉砕ローラへの噛み込み原料の層を周面で圧縮
   する回転自在な補助ローラを複数個配し、 該複数個の補助ローラの各々を該回転テーブル上面へ任
   意の力で押圧する押圧手段を設け、かつ、該複数個の補
   助ローラの押圧力を粉砕ローラに近接するにしたがって
   高くしたことを特徴とする竪型粉砕機。