JPH05245405A - 粉砕設備 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 セメントクリンカや高炉スラグなどの化学品
を効率良く粉砕するとともに粉砕機の負荷変動に即座に
対応して適正な運転状態に自動的に復帰できる自動制御
が可能な粉砕設備を提供する。 【構成】 竪型粉砕機１と輸送機３００と循環経路４０
０と，微粉経路５００と集塵機６００と，吸引ファン８
００ならびに風量制御弁７００と，ボールミル１０００
と，エアセパレータ１１００と，循環経路１４００と，
抽気ファン１３００ならびに風量制御弁１２００とから
なる粉砕設備であって，ボールミル１０００の負荷変動
に応じて風量制御弁７００の開度を変更する制御装置２
０００を備えたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はセメントクリンカや高炉
スラグなど各種化学品の原料の粉砕設備に係り，竪型粉
砕機とボールミルによる粉砕が効率良く行なわれ，消費
動力が少なく，負荷変動に直ちに対応できる粉砕設備に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来，セメントクリンカや高炉スラブな
どの化学品を粉砕する粉砕設備は，ボールミルが使用さ
れ，たとえば，図６に示すように，ホッパ１００の原料
をコンスタントフィード・ウエア２００で切り出して，
ボールミル１０００へ供給し，粉砕産物をサイクロンセ
パレータ１１００まで抽気ファン１３００（１２００は
風量制御弁）により空気搬送し，サイクロンセパレータ
１１００で分級して粗粉を循環経路１４００を介してボ
ールミル１０００へ戻して再粉砕し，微粉のみ製品とし
て取出す，いわゆる，クローズド・サーキット（閉回
路）運転で生産する。この場合には，ボールミル１００
０のみで最終製品とするため，ボールミル１０００は２
室以上に区分し，順次大径から小径の粉砕媒体（ボー
ル）で粉砕することが必要であり，ボールミルの構造が
複雑になるばかりでなく，また，粉砕動力が大きいとい
う欠点もあった。

【０００３】一方，粉砕効率がボールミルよりも優れて
おり，比較的粗い製品を生産するのに適している竪型粉
砕機１を予備粉砕機として使用する，たとえば，図７に
示す粉砕設備も従来から使用されており，この場合に
は，ホッパ１００の原料をコンスタントフィード・ウエ
ア２００で竪型粉砕機１へ供給し，粉砕産物をすべて排
出してボールミル１０００へ供給して２次粉砕する。２
次粉砕後の粉粒体はサイクロンセパレータ１１００へ輸
送機３００を介して運搬し，分級したあと粗粉をボール
ミル１０００へ戻して再粉砕するとともに微粉は集塵装
置６００で回収して製品とする。７００は風量制御弁，
８００は抽気ファンである。図７の粉砕設備も図６と同
様に閉回路運転であるが，原料を予備粉砕するためボー
ルミル１０００は１室でよく，ボールミル自体の設備費
は安価であるが，予備粉砕機として竪型粉砕機１が必要
であるからトータルの設備費は図６のものより大である
が，ランニングコストは低いという利点がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来のボールミルのみ
による粉砕設備ではボールミルが２室以上に区分し，各
々粉砕媒体であるボール径を変えて２段粉砕を行なう必
要があり，構造が複雑となって設備費が大きくなるばか
りでなく，消費動力も大きく電力原単位（ｋｗｈ／ｔ）
が高くなり効率的な粉砕が困難であった。また，図７の
ように，竪型粉砕機を予備粉砕機として使用し，仕上粉
砕機としてボールミルを使用する粉砕設備においては，
ボールミルのみの粉砕設備に比べて省エネルギ効果はあ
るけれども，竪型粉砕機における粉砕産物を全量ボール
ミルへ投入するので，竪型粉砕機の粉砕で既に最終製品
の粒度に達した微粉までが，ボールミルでの粉砕作用を
受けることになり，過粉砕となって最終製品の中へ混入
することになり，粉砕効率の点でも最終製品の品質の点
でも不都合を生じる。さらに，竪型粉砕機とボールミル
とを連結して粉砕する粉砕設備では，ボールミルの負荷
が変動してボールミルの負荷が過大となったり逆に過小
となったときに，その状況に対応して竪型粉砕機の排出
量を制御して原料の流れをバランス良くコントロールす
ることが困難であった。

【０００５】

【課題を解決するための手段】以上述べたような課題を
解決して，粉砕機の負荷変動に即応し安定した連続操業
が可能でランニングコストの低い粉砕設備を得るため
に，本発明の粉砕設備においては，原料ホッパとコンス
タントフィード・ウエアとからなる原料輸送設備と，竪
型粉砕機と，該竪型粉砕機下部から排出された粉粒体の
輸送機と，該粉粒体を竪型粉砕機へ戻す循環経路と，該
竪型粉砕機頂部から空気搬送により排出された微粉を集
塵機へ移送する微粉経路と，集塵機と，吸引ファンなら
びに該吸引ファンの風量制御弁と，該集塵機で捕集され
た微粉を供給され粉砕するボールミルと，該ボールミル
の粉砕産物を分級するエアセパレータと，該エアセパレ
ータの分級後の粗粉を該ボールミルへ戻す循環経路と，
抽気ファンならびに該抽気ファンの風量制御弁とからな
る粉砕設備であって，前記ボールミルの運転動力値が予
め設定された値を越えたときに前記吸引ファンの風量制
御弁に操作指令を発して風量を変更させる制御装置を備
えた構成とした。

【０００６】

【作用】本発明の粉砕設備においては，ボールミルに負
荷変動が生じて，たとえば，負荷が急に増大したときに
は，ボールミル駆動用電動機の電力計の指示値の電気信
号が制御装置へ送られ，予め設定された上限値と比較さ
れこの値を越えた場合その程度に応じて制御装置から吸
引ファンの上流に設置した風量制御弁へ開度を下げる指
令信号が発信され，吸引風量が減少する。これによっ
て，微粉経路を流れる竪型粉砕機から排出される微粉量
が減少する結果，ボールミルへ供給される原料量は減少
しボールミル負荷過重の状態が解消される。逆に，ボー
ルミルの負荷が下がり過ぎて制御装置に予め入力してい
る下限値以下に電力値が下がったときには，吸引ファン
風量は増加され，ボールミルへの供給原料を増加する。

【０００７】

【実施例】以下図面に基づいて本発明の粉砕設備の詳細
について説明する。図１〜図５は本発明に係る実施例を
示し，図１は粉砕設備のフローシート，図２は粉砕設備
の制御系統図，図３は制御装置のブロック線図，図４は
竪型粉砕機の全体縦断面図，図５は竪型粉砕機の要部縦
断面図である。図において，１００は原料ホッパ，２０
０はコンスタントフィード・ウエア，１は竪型粉砕機，
３００はバケットエレベータ等の輸送機，４００は輸送
機３００と竪型粉砕機１とを連結する循環経路で通常の
ベルトコンベヤやシュートなどが用いられる。５００は
微粉経路，６００は集塵機，７００は風量制御弁，８０
０は吸引ファン，１０００はボールミル，１１００はサ
イクロンセパレータ，１２００は風量制御弁，１３００
は抽気ファン，１４００は循環経路である。また，２０
００はボールミル１０００の駆動用電動機１０００ａな
らびに風量制御弁７００の駆動部に連結された制御装
置，６０は竪型粉砕機１に各々取付けられた圧力計６０
ａ，６０ｂの圧力差を計測する差圧計で制御装置２１０
０を経由して，コンスタントフィード・ウエア２００の
可変速電動機２００ａのコントローラに接続される。

【０００８】本発明の粉砕設備で使用される竪型粉砕機
１は，図４に示すように，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
動させることにより，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周囲の環状空間通
路，１５ａはケーシング１５の天板，１６はガスととも
に製品を取出すガス排出口，１７は原料投入シュートで
ある。また，６０ａと６０ｂは竪型粉砕機１内の圧力検
出口に取付けられた圧力計である。

【０００９】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３
Ａ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３
Ａ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との間へローラ軸方向とある角度をなす
方向から進入して噛込まれて粉砕される。

【００１０】一方，ケーシング１５の基部にはダクト１
４Ａ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１５の内周面との間の環状空間通路１４から吹上がる
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，所定粒度の粉粒体はガスととも
に排出口１６から排出され次の工程へ送られる。

【００１１】また，図５に示すように，回転テーブル３
Ａの外周下側には，回転テーブル３Ａをオーバフローし
て環状空間通路１４へ落下した原料を集めて機外へ排出
するための排出シュート４０が設けられ，ベルトコンベ
ヤ５０により搬送される。４０ａは回転テーブル３Ａに
取付けられたスクレーパである。

【００１２】以上のように構成された本発明の竪型粉砕
機１の作動について説明する。原料投入シュート１７か
ら供給された原料は，回転する回転テーブル３Ａの遠心
力により渦巻状に外周側へ向かって移動し，粉砕ローラ
４と回転テーブル３Ａとの間に噛込んで粉砕される。原
料のうち粉砕ローラ間を通り抜けた粒子は，ダムリング
３Ｂを越え回転テーブル３Ａをオーバフローするが，微
粉は環状空間通路１４を上昇して来る上昇気流で天板１
５ａへ運ばれ，排出口１６より機外へ空気搬送される。
一方，その途中で重力により反転した粗粒は，再び回転
テーブルへ戻され，回転方向下流にある次の粉砕テーブ
ル３Ａに噛込まれて粉砕される。また，環状空間通路１
４において上昇気流に打ち克って重力により落下した比
較的粒径の大きい粗粒はスクレーパ４０ａに掻き寄せら
れ，排出シュート４０を経由してベルトコンベヤ５０に
て機外へ搬送されるか，あるいは直接排出シュート４０
から下流の輸送機３００へ移送される。

【００１３】次に，本発明の粉砕設備の作動について説
明する。ホッパ１００の原料はコンスタントフィード・
ウエア２００によって切り出され，竪型粉砕機１に供給
されて粉砕され，粗粒は輸送機３００，循環経路４００
を経由して再度竪型粉砕機１で粉砕される。粉砕された
微粉は吸引ファン８００に導かれた気体とともに微粉経
路５００を経て，集塵機６００で捕集された後ボールミ
ル１０００へ供給され，２次粉砕される。粉砕された粉
体は抽気ファン１３００によってボールミル出口を流れ
る空気に随伴してエアセパレータ１１００へ入り，分級
後の粗粉は循環経路１４００を経て再びボールミル１０
００における粉砕作用を受け，分級後の微粉は捕集され
て製品とされる。竪型粉砕機１の微粉はすべてボールミ
ル１０００の供給原料となるので，分級点は竪型粉砕機
のみで最終製品とする場合に比べて粗くし，大部分の粗
粒は外部循環させるため，通常の竪型粉砕機の場合（全
量竪型粉砕機内蔵のセパレータで分級後の微粉として排
出する内部循環方式）に比べて上昇気流流量は約１０％
程度にして少なくしておく。目安としては，空気搬送に
より排出される限界粒子径は約３ｍｍ程度とする。

【００１４】本発明の粉砕設備では竪型粉砕機１とボー
ルミル１０００とがシリーズとして連結されており，竪
型粉砕機１の過負荷に対しては原料供給量を直ちに減ら
して対応可能であるが，ボールミル１０００に負荷変動
が生じて過負荷となった場合には，竪型粉砕機への原料
供給量を減らしてもタイムラグが有るので間に合わず緊
急時の対応としては不適当である。そこで，本発明にお
ける粉砕設備においては，次のような制御を行なう。図
２に示すように，ボールミル１０００に負荷変動，たと
えば，過負荷となった場合，過負荷状態をキャッチする
手段として刻々変化するボールミル駆動用の電力値（ｋ
ｗ値）を採用する。すなわち，刻々計測する電力の測定
値は制御装置２０００へ送信される。制御装置２０００
の作動について説明すると，図３に示すように，タイマ
で設定された時間間隔毎に刻々測定される電力値の測定
結果が電気信号に変換されて制御装置２０００へ入力さ
れ，この情報（ボールミル駆動用電動機の電力値）と予
め設定器に入力されている上限および下限の設定値と比
較され，設定値の範囲を逸脱している場合には制御器を
介して吸引ファン８００の手前の風量制御弁７００の弁
開度を制御して竪型粉砕機通風量を変更する。制御器は
調節器と操作器とから構成され，調節器は測定値と設定
値との差異に応じて弁開度の変更割合の幅を指示するも
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（ＰＤ動作）等，ボールミルの負
荷変動の頻度や程度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風量制御弁７
００へ動作指令を伝達する。図中の矢印のついた線は信
号の流れを示す。このようにして，ボールミル１０００
が過負荷となったとき，風量制御弁７００がその過負荷
の程度に応じて閉方向に弁開度が変更され，竪型粉砕機
１の通風量が減少する結果，集塵機６００の捕集微粉の
量が減ってボールミル供給量が減少しボールミル過負荷
は改善される。逆にボールミルの負荷が一定限度以下の
場合にもボールミル供給量が増加してこの状態が改善さ
れる。

【００１５】以上のようなボールミル１０００の負荷変
動が設定限度範囲を逸脱したときボールミル１０００へ
の供給量が変更されるが，それに伴って竪型粉砕機１の
運転状態を変更する必要がある。すなわち，竪型粉砕機
１の上下端の圧力差を差圧計６０で検知し，この差圧を
前記した制御装置２０００と同様な働きを持つ制御装置
２１００を介してコンスタントフィード・ウエア２００
の供給量を制御して変更することによりボールミルの負
荷変動に対応して竪型粉砕機１の運転状態を適正にコン
トロールすることができる。制御装置２１００は制御装
置２０００と一緒にして代用することも出来る。

【００１６】以上のようなフィードバック機構を有する
自動制御を実施することにより，ボールミルの負荷が急
に増加したり，逆に負荷が軽くなって運転に余力が生じ
たりしたとき，上記の自動操作により直ちにもとの安定
した運転状態にもどすことができるほか，粉砕機を定格
状態で使用する時間が持続するから粉砕効率が向上す
る。また，ボールミルの粉砕媒体が小径化できるととも
に，リダクション・レシオ（粉砕比）が小さくなるから
ボールミルの能力が向上する。

【００１７】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように，本発明
の粉砕設備においては，ボールミルの負荷変動に自動的
に対応して供給量を増減することによりもとの安定した
運転に復帰するから運転操作性が向上するとともに，ボ
ールミル能力がアップし，粉砕効率が向上する。また，
２次粉砕機であるボールミルへ供給する原料粒度を１次
粉砕機（予備粉砕機）である竪型粉砕機の中へ流す風量
でコントロールできるため，最終製品の過粉砕を防止で
き，所望の粒度構成の最終製品が得やすい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る粉砕設備のフローシート
である。

【図２】本発明の実施例に係る粉砕設備の制御系統図で
ある。

【図３】本発明の実施例に係る粉砕設備の制御装置のブ
ロック線図である。

【図４】本発明の実施例に係る竪型粉砕機の全体縦断面
図である。

【図５】本発明の実施例に係る竪型粉砕機の要部縦断面
図である。

【図６】従来の粉砕設備のフローシートである。

【図７】従来の粉砕設備のフローシートである。

【符号の説明】

１ 竪型粉砕機 ３Ａ 回転テーブル ４ 粉砕ローラ ４０ 排出シュート ４０ａ スクレーパ ５０ ベルトコンベヤ ６０ 差圧計 ６０ａ 圧力計 ６０ｂ 圧力計 １００ 原料ホッパ ２００ コンスタントフィード・ウエア ２００ａ 可変速電動機 ３００ 輸送機 ４００ 循環経路 ５００ 微粉経路 ６００ 集塵機 ７００ 風量制御弁 ８００ 吸引ファン １０００ ボールミル １０００ａ 電動機 １１００ エアセパレータ １２００ 風量制御弁 １３００ 抽気ファン １４００ 循環経路 ２０００ 制御装置 ２１００ 制御装置

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 原料ホッパとコンスタントフィード・ウ
   エアとからなる原料輸送設備と，竪型粉砕機と，該竪型
   粉砕機下部から排出された粉粒体の輪送機と，該粉粒体
   を竪型粉砕機へ戻す循環経路と，該竪型粉砕機頂部から
   空気搬送により排出された微粉を集塵機へ移送する微粉
   経路と，集塵機と，吸引ファンならびに該吸引ファンの
   風量制御弁と，該集塵機で捕集された微粉を供給され粉
   砕するボールミルと，該ボールミルの粉砕産物を分級す
   るエアセパレータと，該エアセパレータの分級後の粗粉
   を該ボールミルへ戻す循環経路と，抽気ファンならびに
   該抽気ファンの風量制御弁とからなる粉砕設備であっ
   て，前記ボールミルの運転動力値が予め設定された値を
   越えたときに前記吸引ファンの風量制御弁に操作指令を
   発して風量を変更させる制御装置を備えた粉砕設備。