JPH03232544A - 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ｌＯ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
製品を取り出す排出口、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み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やすい、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取替え作業を要し、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あった
。

そこで粉砕ローラと粉砕ローラの間の回転テーブル上に
補助ローラを設けて、粉砕ローラへ噛み込まれる原料層
に予め一定の力を加えて圧密して原料粒子間に介在する
空気を脱気したうえ一定の層厚として粉砕ローラへ供給
してやると、効率の良い粉砕が行なわれると同時に振動
値も激減し安定した運転が継続できるようになった。

しかし、補助ローラへ入り込む粉砕原料層の量が時間と
ともに変動する場合には、たとえ補助ローラを一定の力
で押圧していても補助ローラで圧密される原料層は脱気
は行なわれるけれどもその層厚は時々刻々変化してしま
い、これを粉砕ローラへ供給して粉砕作用を行なわせる
ときには振動値がやや高くなるという問題があり、これ
を防ぐ何らかの対策が必要とされていた。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、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し、かつ、ケーシングに振
動計を装着した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込原料の層を周面で圧縮する
回転自在な補助ローラを配し、かつ、該補助ローラを該
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
、 前記振動計の指示値（振動値）が予め設定された値を越
えたときに該補助ローラの押圧手段の押圧力を変更する
ための制御装置を備えた構成とした。

［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込側に至り、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こると
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、ＦＥａｍとされる。この脱気および圧密作用を受
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付けられ従
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補助ローラで再度
同様な脱気および圧密作用を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。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、粉砕ローラにくらべて約２０分の
１の力とされる粉砕ローラの押圧力よりも格段に小さい
力とされる。

上記補助ローラを粉砕ローラの原料噛込側に近づけて配
すると、回転テーブル外周部に導かれてくる原料投入シ
ュートからの新原料が粉砕ローラの原料噛込側に流入し
にくくなって補助ローラの原料噛込側へ流入する割合が
多くなるので補助ローラで圧縮されて原料粒子同士が密
にされた圧密層が前記新原料によって乱されにくくなり
、粉砕ローラへの噛み込みがより確実に行なわれる。

勿論、前の粉砕ローラで粉砕された原料と新原料とが一
緒になってこの補助ローラで圧密される。

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、
振動が起こ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
を起こりに〈＜シているが。

それにも拘らず何らかの原因により層厚が急激に変動し
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、粉砕機ケーシングに装着した振動計の指示値
に応じて補助ローラの押圧力を増減するようにした。す
なわち、振動値が予め設定した設定値を越えたとき、そ
の程度に応じて補助ローラ押圧力を増強し、振動値が低
下して再び設定値以下に戻って安定状態を維持した時点
で補助ローラ押圧力をもとの設定値に戻すようにした。

このようにして、補助ローラへ流入する原料層が定常状
態より多くなったり、時間的に波状の変動があっても補
助ローラの押圧力を強くして定常状態の層厚とあまり変
らない層厚を保持することにより、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
は上記に述べた比較的長時間に亘る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
るので、補助ローラの押圧力は運転操作要件のひとつと
なる。

［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１実施例を説明するものであ
り、第４図は、制御装置のブロック線図である。

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、各々の粉砕ローラ４の原料噛込側４Ａに
近づけた位置に粉砕ローラ４よりも小径の補助ローラ２
０が配置されている。この補助ローラ２０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２１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り付けられて
いる。アーム２１の下端には油圧シリンダ２２のピスト
ンミツド２２ａが軸承されて連結され、油圧シリンダ２
２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２２の反ピストンロッ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２
２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３
Ａ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
持され、螺子孔を突設された基台２４ｂと、この基台２
４ｂ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の側端部に出
接させることにより、補助ローラ２０と回転テーブル３
Ａ上面との隙間を設定できるように構成されている。

なお、原料の層の圧縮力として補助ローラ２０の自重で
良い場合には、油圧シリンダ２２をフリーにしておく。

次に、このような構成の１実施例の作動を説明する。

原料投入シュー）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、補助ローラ２０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４０を圧縮して圧密
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２ｏ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２ｏ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２４ａで規制された補助ローラ２ｏの
高さよりもやや補助ローラ２ｏが持ち上げられる程度の
カとされる。この補助ローラ２ｏ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
、その自重で足りる場合には油圧を与える必要はない、
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）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４ｏ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３゜は、補助ローラ２０が粉砕ローラ４の噛込側
４Ａに近づけられて位置されているため、原料投入シュ
ー）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〈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。

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
い場合には大きくシ、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５ｍｍ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５〜１０ｍｍ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４０〜６０ｍｍ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。

そして、何らかの原因により補助ローラに入り込む原料
量が時々刻々変動してそのために補助ローラで形成する
圧密層の層厚が時々刻々変動し、この不均一な波状に層
厚の変化する圧密層が粉砕ローラに噛み込んで粉砕ロー
ラが激しく上下動し粉砕機の振動値が急激に増大し安定
な操業が損なわれるような場合があった。こうした事態
を回避するため、第４図に示すように、予め設定器にセ
ットされた振動値（たとえば１００　ＩＬ）に対して、
振動計から時々刻々送られる振動値を変換器で電流また
は電圧等の電気信号に変えて、比較器で比較し、設定値
を越えたときには制御器を介して補助ローラの緊張油圧
を変更するため各々の駆動装置に変更の指令を発信する
。制御器は調節器と操作器とから構成され、調節器は振
動値の設定値に対する越え方に応じて補助ローラの緊張
油圧の増減の幅を指示するもので、その制御動作には比
例動作（Ｐ動作）、積分動作（Ｉ動作）、微分動作（Ｄ
動作）、比例積分動作（ＰＩ動作）、比例微分動作（Ｆ
Ｄ動作）、比例積分微分動作（ＰＩＤ動作）等ミル振動
の変化の状況に応じて使い分けることができる。操作器
はこの調節器からの指示に基づいて各々の駆動装置へ動
作指令を伝達する０図中矢印のついた線は信号の流れを
示す。

このようにして、動作変更したあとタイマによる一定時
間経過後、再び振動計による振動値と設定値とを比較し
、設定値以内に収まるまでこの操作を繰り返す０以上の
ようなフィードバック機構を有する自動制御により、運
転中何らかの外乱により振動の激しい状態に一時的に陥
っても容易にこの状態から脱出することができる。

［発明の効果］ 以上の説明から明らかなように１本発明では補助ローラ
によ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
押圧手段を備えており、かつ、振動値大なるときに補助
ローラ押圧力を増強して振動値の低減を図ることができ
る構造としたので、異常に高い振動値を鎮静化して安定
した操業を継続的に行なうことが可能で生産効率が向上
し、メインテナンス性が改善される。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第３図は本発明の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図は本発明の制御装置のブロック線図である。第５
図は従来の竪型粉砕機の縦断面図である。 ｌ・・・・・・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、　　
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。 の 派 第４図 第５図

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し、かつ、ケーシン
   グに振動計を装着した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
   砕ローラへの噛込原料の層を周面で圧縮する回転自在な
   補助ローラを配し、かつ、該補助ローラを該回転テーブ
   ル上面へ任意の力で押圧する押圧手段を設け、 前記振動計の指示値（振動値）が予め設定された値を越
   えたときに該補助ローラの押圧手段の押圧力を変更する
   ための制御装置を備えてなる竪型粉砕機。