JPH0368738B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、ミルの運転制御方法に係り、特に、
常に最大粉砕高率で運転できるようにした運転制
御方法に関する。

（従来の技術） ボールミル等のミルの運転制御方法としては、
従来、ミルの音圧値やミルに付設されるバケツト
エレベータの駆動電流値が一定となるようにミル
への被粉砕物供給量を制御する方法が広く採用さ
れている。すなわち、ミルを出る粉体の粒度は、
ミル内滞留時間および被粉砕物の粉砕性によつて
変化し、一定粒度の粒体を得るには、滞留時間の
調整が必要である。今、ミル内粉体ホールドアツ
プ量（ミル内粉体滞留量）をｗ（Kg）、ミル内通過
粉体流量をＦ（Kg／min）とすると、平均滞留時
間τは、 τ＝ｗ／Ｆ ……(1) で表わされる。したがつて、目標とする粒度の粉
体を得るには、ミル内粉体ホールドアツプ量を一
定に保ち、ミル内通過粉体流量を被粉砕物供給量
で操作する方法、逆にミル内通過粉体流量を一定
に保ち、ミル内粉体ホールドアツプ量を被粉砕物
供給量で操作する方法が有効である。このような
制御を実現するには、何等かの手段で、現実のミ
ル内粉体ホールドアツプ量ｗまたはミル内通過粉
体流量Ｆを測定する必要がある。この測定方法と
しては、従来、ミル内粉体ホールドアツプ量ｗま
たはミル内通過粉体流量Ｆに関係した物理量を検
出するようにしている。具体的には、ミル内へ圧
力測定管を挿入し、ミル内粉体量によつてミルの
前後差圧が変化することを利用する方法、ミルの
発生する騒音をマイクロホンで検出し、ミル内粉
体量によつてミルの騒音強度が変化するのを利用
する方法、ミル出粉温度がミル内粉体量によつて
変化するのを利用する方法、ミルを駆動するモー
タの負荷電流がミル内粉体量によつて変化するの
を利用する方法、ミルの振動値がミル内粉体量に
よつて変化するのを利用する方法、バケツトエレ
ベータの駆動電流、戻り量などがミル内通過粉体
流量によつて変化するのを利用する方法などが採
用されている。従来の制御方法では、ミルの回転
速度を一定とした条件下でミルの粉砕効率が最も
高くなつた時の音圧値や駆動電流値を予め測定
し、これを設定値として与え、現実の音圧値や駆
動電流値が設定値に一致するように被粉砕物の供
給量を制御するようにしている。

（発明が解決しようとする問題点） 上述した従来の運転制御方法であると、原理的
には粉砕効率の高い運転を行なうことができる。
しかし、必ずしも最大粉砕効率で運転していると
は限らない。すなわち、従来の運転制御方法で
は、ミルの回転速度を一定に保つことを条件にし
ている。この回転速度は、通常、ミルの内径をＤ
（ｍ）としたとき、理論的に計算されるＮ＝
42.3／√の75％前後が良いとされ、これらの値
に設定される。しかし、このようにして設定され
た回転速度は、経験に基づいたあいまいな値であ
つて、必ずしも最良な値であると言う保証はな
い。しかも、実際にミルを連続運転しているとき
には、給鉱の性状変化、ミル内ボールの経時変
化、その他種々の外乱によつて最適な回転速度も
変化するはずである。したがつて、従来の運転制
御方法では、ミルを常に最適条件、つまり最大粉
砕効率で運転しているとは限らないことになる。

そこで本発明は、常に最大の粉砕効率でミルを
運転することができるミルの運転制御方法を提供
することを目的としている。

（問題点を解決するための手段） 本発明制御方法では、ミルの回転速度をも可変
すると言う考えを導入している。すなわち、本発
明制御方法では、ミル内粉体滞留量もしくはミル
内通過粉体流量に関係した物理量が設定値と等し
くなるように上記ミルの粉砕量を制御するととも
に上記ミルの単位時間当りの粉砕量を最大にすべ
く上記ミルの回転速度を制御している。

（作用） 今、リターン回路付きのボールミルで、かつ設
定値として所定の音圧値を与えた場合を例にとる
と次のようになる。すなわち、ボールミルにはリ
ターン回路を経由して戻された被粉砕物と、たと
えばベルトスケールを介して導かれた新たな被粉
砕物との合計した量の被粉砕物が連続的に供給さ
れる。この場合、上述の如く設定値が与えられて
いるので、ボールミルの現実の音圧値が設定値と
一致するようにベルトスケールを介して供給され
る被粉砕物量が制御される。たとえば、現実の音
圧値が設定値を越える方向へ転じたとき（被粉砕
物のミル内通過量が減少を開始したとき）にはベ
ルトスケールを介して供給する被粉砕物量を増加
させ、また現実の音圧値が設定値を下回る方向へ
転じたとき（被粉砕物のミル内通過量が増加を開
始したとき）にはベルトスケールを介し供給する
被粉砕物量を減少させるように制御する。この制
御によつて、そのときのボールミルの運転条件下
で最も高い粉砕効率（粉砕量）に保持される。本
発明では、上述した制御に加えて次のような制御
を行なつている。すなわち、たとえばボールミル
の回転数を１ステツプ増加させる。増加させた状
態でベルトスケールを介して供給される被粉砕物
の単位時間当りの供給量を算出する。そして、こ
の算出値と前回の算出値とを比較し、今回の算出
値の方が増加している場合には、ボールミルの回
転数をさらに１ステツプ増加させる。そして、再
び同様に比較し、もし今回の算出値の方が増加し
ている場合にはボールミルの回転数をさらに１ス
テツプ増加させる。このようにボールミルの回転
数を順次増加させていくと、前述の如く設定値一
定の条件からして、ついには前回の算出値より今
回の算出値の方が小さくなる状態が到来する。こ
のように今回の算出値の方が小さくなつた時点
で、こんどはボールミルの回転数を１ステツプ減
少させる。そして、再び今回の算出値と前回の算
出値とを比較、今回の算出値の方が小さいときに
はボールミルの回転数をさらに１ステツプ低下さ
せ、また今回の算出値の方が大きいときにはボー
ルミルの回転数を１ステツプ増加させる。このよ
うな制御を行なうと、給鉱の性状変化、その他の
種々の外乱を加味した状態で、しかも最大の粉砕
効率（最大の粉砕量）を発揮する回転数でボール
ミルを運転できることになる。

（実施例） 第１図は本発明に係る運転制御方法を適用した
ボールミル装置の概略構成図である。

同図において、１はボールミル本体であり、こ
のボールミル本体１はモータを主体に構成された
回転駆動装置２によつて回転駆動される。ボール
ミル本体１の粉砕物排出口３より排出された粉砕
物は、バケツトエレベータ４によつてセパレータ
５へと搬送される。セパレータ５は、搬送された
粉砕物を分級して、一部を製品として排出し、残
りをリターン回路６を介してボールミル本体１の
被粉砕物導入口７へと送り込む。被粉砕物導入口
７の近傍には、新たな被粉砕物を一定の厚みを保
つて上記導入口７へ送り込むためのベルトスケー
ル８が設けられている。

一方、前記ボールミル本体１の近傍には、ボー
ルミル本体１の音圧値を検出するためのマイクロ
ホン９ａ，９ｂが設けてあり、またバケツトエレ
ベータ４には駆動電流を検出するための電流検出
器１０が設けられている。さらに、回転駆動装置
２には回転速度検出器１１が、ベルトスケール８
には送り速度検出器１２がそれぞれ設けられてい
る。そして、マイクロホン９ａ，９ｂの出力、電
流検出器１０の出力、回転速度検出器１１および
送り速度検出器１２の出力は制御装置１３に導入
され、また回転駆動装置２の回転速度およびベル
トスケール８の送り速度は制御装置１３によつて
後述する関係に制御される。

制御装置１３は、マイクロプロセツサを主体に
して構成されたもので、アナログ・デジタルコン
バータを内蔵したインタフエイス１４と、中央演
算装置（以後、CPUと略称する。）１５と、メモ
リ１６ａ，１６ｂとで構成されている。CPU１
５はインタフエイス１４を介して導入された前記
各信号とメモリ１６ａ，１６ｂに予めストアされ
ている設定値とに基づいて後述するように PID演算等の各種演算を行ない、その結果とし
て得られた回転速度制御信号Ｘをインタフエイス
１４を介して回転駆動装置２に与えるとともに送
り速度制御信号Ｙをインターフエイス１４を介し
てベルトスケール８へ与えるようにしている。

次に、上記のように構成されたボールミル装置
の動作を第２図に示すフローチヤートを適宜参照
しながら説明する。

まず、制御装置１３のメモリ１６ａにはボール
ミル本体１の粉砕効率を最も高くし得る条件時の
音圧値が設定値としてストアされ、またメモリ１
６ｂには上記条件時のバケツトエレベータ４の駆
動電流値が設定値としてストアされているものと
する。

ボールミル本体１が運転開始され、系全体があ
る程度安定した時点で自動運転に切換えられたも
のとすると、CPU１５は、送り速度検出器１２
の出力から得られた現在の粉砕量値とマイクロホ
ン９ａ，９ｂまたは電流検出器１０の出力から得
られた現在の特性値とストアされている設定値と
に基づいてPID演算を行ない送り速度制御信号Ｙ
を修正する。この制御によつて、ベルトスケール
８の送り速度は、ボールミル本体１の特性値を設
定値に一致させる方向へ修正される。したがつ
て、その回転数において最も効率の高い粉砕量が
得られるようにベルトスケール８からの供給量が
制御されることになる。また、CPU１５は、送
り速度検出器１２の出力に基づいて粉砕量を一定
時間積分する。CPU１５は、自動運転開始後１
回だけ積分時間が終了した時点で回転駆動装置２
の回転速度を１ステツプ増加させるように回転速
度制御信号Ｘを強制的に修正する。したがつて、
回転駆動装置２の回転速度は１ステツプ増加す
る。一方、上記した積分時間が終了した時点で
CPU１５は、単位時間当りの粉砕量を算出して
第１のレジスタにストアし、また第１のレジスタ
の内容を第２のレジスタに転送する。この動作
で、常に、第２のレジスタには前回の単位時間当
りの粉砕量Fi′がストアされ、また第１のレジス
タには今回の単位時間当りの粉砕量Fiがストアさ
れる。続いて、CPU１５は、今回の粉砕量Fiか
ら前回の粉砕量Fi′を減算し、この減算値がプラ
スまたは零の時には回転駆動装置２の回転速度を
１ステツプ増加させるように回転速度制御信号Ｘ
を修正し、また減算値がマイナスのときには回転
駆動装置２の回転速度を１ステツプ低下させるよ
うに回転速度制御信号Ｘを修正する。以後、上述
した動作を繰返す。

上述した動作から判かるように、この制御方法
では、今回の単位時間当りの粉砕量と前回のそれ
とを比較し、今回の単位時間当りの粉砕量の方が
増加している場合には、ボールミル本体１の回転
数をさらに１ステツプ増加させる。そして、再び
同様に比較し、もし今回の単位時間当りの粉砕量
の方が増加している場合にはボールミル本体１の
回転数をさらに１ステツプ増加させる。このよう
にボールミル本体１の回転数を順次増加させてい
くと、前述の如く設定値一定の条件からして、つ
いには前回の単位時間当りの粉砕量より今回のそ
れの方が小さくなる状態が必ず到来する。この時
点で、こんどはボールミル本体１の回転数を１ス
テツプ低下させる。このような動作が行われる
と、設定値を基準にし、この設定値に合致させ、
なおかつ単位時間当りの粉砕量が最大となる回転
数でボールミル本体１が常に自動運転されること
になる。

第３図は上述した制御形態をさらに判かり易く
示すものである。今、時点ｔ０において単位時間
当りの粉砕量が最大となる最適回転速度Ｓ１で運
転しているとき、給鉱の性状変化等で最適回転速
度がＳ２に変化した場合に、本発明運転制御方法
であると図中Ｐで示す速度変化を経て速やかに最
適回転速度Ｓ２へと移行させることができる。

なお、本発明は上述した実施例に限定されるも
のではない。すなわち、上述した実施例では自動
運転開始当初、強制的に回転駆動装置２の回転速
度を１ステツプ増加させているが、２ステツプ以
上増加させてもよいし、また逆に１ステツプある
いはそれ以上強制的に低下させるようにしてもよ
い。また、本発明はボールミルに限らず各種のミ
ルに適用できる。また、設定値として定める物理
量は、ミル本体の音圧値やバケツトエレベータの
駆動電流値に限らず、ミル内粉体滞留量もしくは
ミル内通過粉体流量に関係して変化する値であれ
ばよい。

（発明の効果） 以上述べたように、本発明の運転制御方法によ
れば、単位時間当りの粉砕量が最大となる回転速
度でミルを運転するようにしているので、常に最
大の粉砕効率でミルを運転することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明運転制御方法を適用したボール
ミル装置の模式的構成図、第２図は同装置の動作
を説明するための流れ線図、第３図は同装置にお
ける制御形態を説明するための図である。 １……ボールミル本体、２……回転駆動装置、
４……バケツトエレベータ、５……セパレータ、
８……ベルトスケール、９ａ，９ｂ……マイクロ
ホン、１０……電流検出器、１１……回転速度検
出器、１２……送り速度検出器、１３……制御装
置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ミルの運転中に上記ミル内の粉体滞留量もし
   くはミル内通過粉体流量に関係して変化する物理
   量を検出し、この物理量を一定に保持すべく上記
   ミルへの被粉砕物の供給量を制御するとともに、
   上記物理量を一定とする条件で最大の回転速度に
   すべく上記ミルの回転速度を制御するようにした
   ことを特徴とするミルの運転制御方法。 ２ 前記ミルの回転速度を制御するに当つては、
   上記ミルへの単位時間当りの被粉砕物供給量を順
   次算出し、今回の算出値と前回の算出値との差に
   応じて上記ミルの回転速度を増加または低下させ
   るようにしていることを特徴としている特許請求
   の範囲第１項記載のミルの運転制御方法。 ３ 前記物理量として、前記ミルの音圧値または
   上記ミルに付設されるバケツトエレベータの駆動
   電流値を用いていることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項記載のミルの運転制御方法。